DE102007051780B4 - Wrapping wheel for a endless drive - Google Patents
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Abstract
Umschlingungsrad (1) für einen Endlostrieb, mit einem eine Drehachse (15) aufweisenden Radelement (4), das mindestens einen unrunden Mantelflächenabschnitt (6) aufweist und ein radial flexibles Ringelement (10) für einen An- oder Abtrieb eines Umschlingungsmittels (2) trägt und mit einer Verstelleinrichtung (19) zum um die Drehachse (15) erfolgenden Winkelverstellen des Radelements (4) relativ zum Ringelement (10).Wrapping wheel (1) for an endless drive, with a wheel element (4) which has an axis of rotation (15), which has at least one non-circular outer surface section (6) and carries a radially flexible ring element (10) for driving or driving a belt means (2) and with an adjustment device (19) for angular adjustment of the wheel element (4) relative to the ring element (10) about the axis of rotation (15).
Description
Die Erfindung betrifft ein Umschlingungsrad für einen Endlostrieb mit mindestens einem unrunden Mantelflächenabschnitt.The invention relates to a belt for a Endlostrieb with at least one non-circular lateral surface portion.
Umschlingungstriebe, insbesondere Steuerungsantriebe von Brennkraftmaschinen, wie sie beispielsweise in Ausführungen mit Kurbelwellenantriebsrad und mindestens einem Nockenwellenabtriebsrad und einer Kette oder einem Zahnriemen als Umschlingungsmittel bekannt sind, neigen aufgrund von Drehmomentschwankungen beziehungsweise Änderungen von Winkelgeschwindigkeiten zu Schwingungen beziehungsweise Schwingungsänderungen, die bis in den Resonanzbereich führen können. Hiermit einher gehen in ungünstigen Fällen erhöhte Reibungskräfte sowie eine nachteilige Beeinflussung der Lebensdauer des Umschlingungstriebes und/oder von dessen Wirkungsgrad. Beispielsweise aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Umschlingungsrad für einen Endlostrieb vorzuschlagen, das die genannten Nachteile vermeidet und eine gezielte Beeinflussung der Ungleichförmigkeit, insbesondere von deren Phasenlage, zulässt.The object of the invention is to propose a belt for a Endlostrieb, which avoids the disadvantages mentioned and a targeted influencing the nonuniformity, in particular of the phase position allows.
Hierzu wird ein Umschlingungsrad für einen Endlostrieb vorgeschlagen, mit einem eine Drehachse aufweisenden Radelement, das mindestens einen unrunden Mantelflächenabschnitt aufweist und ein radial flexibles Ringelement für einen An- oder Abtrieb eines Umschlingungsmittels trägt und mit einer Verstelleinrichtung zu um die Drehachse erfolgendem Winkelverstellen des Radelements relativ zum Ringelement versehen ist. Anders als im Stand der Technik ist das Umschlingungsrad hier mit einer Verstelleinrichtung ausgerüstet, durch die das Radelement relativ zum Ringelement verstellt werden kann. Das Ringelement selbst ist flexibel ausgebildet, beispielsweise als ein Federstahlring, insbesondere ein konturierter Federstahlring, auf dem das Umschlingungsmittel aufliegt. Das Umschlingungsmittel liegt folglich zum Ringelement in direkter Berührlage und wird von diesem an- oder abgetrieben. Das Ringelement selbst ist auf dem Radelement angeordnet, wobei das Radelement mindestens einen unrunden Mantelflächenabschnitt aufweist. Hiermit ist gemeint, dass die Mantelfläche des Radelements, im Querschnitt betrachtet, nicht kreisrund ist, sondern eine solche Unrundheit aufweist, dass mindestens ein Mal pro Umdrehung diese Unrundheit über das darauf aufliegende Ringelement auf das Umschlingungsmittel übertragen wird. Die Unrundheit kann beispielsweise durch die Ausbildung einer Erhöhung auf dem Radelement ausgebildet sein, also dergestalt, dass der Radius an einer bestimmten Stelle des Radelements vergrößert ist. Diese Unrundheit des Radelements kann über die Verstelleinrichtung relativ zu dem Ringelement verstellt werden. Hiermit ist gemeint, dass das Ringelement seine Relativposition zum Umschlingungsmittel beibehält, wohingegen das Radelement und die hieran befindliche Unrundheit jedoch relativ zum Ringelement verlagerbar ausgebildet ist. Demzufolge kann das Umschlingungsmittel pro Umdrehung des Ringelements an verschiedenen Stellen mit einer Ungleichförmigkeit angeregt werden. Durch die Winkelverstellung des Radelements relativ zum Ringelement bleibt die Lage des Umschlingungsmittels zum Ringelement gleich, wohingegen sich die Lage des Radelements relativ zum Ringelement und damit auch zum Umschlingungsmittel und somit auch die Phasenlage der Ungleichförmigkeit, die dem Umschlingungsmittel und damit dem Endlostrieb aufgeprägt wird, verändern lässt. Die Verstelleinrichtung gestattet hierbei eine gezielte Veränderung dieser Ungleichförmigkeit und damit der Phasenlage der Ungleichförmigkeit, insbesondere auch über einen längeren Zeitraum hinaus. Anders als im Stand der Technik kann demzufolge nicht nur kurzfristig auf Änderungen von Drehmoment und Winkelgeschwindigkeit reagiert werden, sondern über längere Zeiträume hinaus und angepasst an einen breiten Drehzahl- und Frequenzbereich.For this purpose, a belt for a Endlostrieb is proposed, having a rotation axis having a wheel member having at least one non-circular lateral surface portion and a radially flexible ring member for driving or driven by a belt and carries with an adjustment to the axis of rotation advancing Winkelverstellen of the wheel relative to Ring element is provided. Unlike in the prior art, the belt is equipped here with an adjustment by which the wheel can be adjusted relative to the ring member. The ring element itself is designed to be flexible, for example as a spring steel ring, in particular a contoured spring steel ring, on which rests the belt. The wrapping means is therefore in direct contact with the ring element and is driven on or off by it. The ring element itself is arranged on the wheel element, wherein the wheel element has at least one non-circular lateral surface section. By this is meant that the lateral surface of the wheel member, viewed in cross-section, is not circular, but has such an out-of-roundness that at least once per revolution this out-of-roundness is transmitted to the belt via the ring element resting thereon. The out-of-roundness can be formed, for example, by the formation of an elevation on the wheel element, ie in such a way that the radius is increased at a certain point of the wheel element. This out-of-roundness of the wheel element can be adjusted via the adjusting device relative to the ring element. By this is meant that the ring element retains its relative position to the belt, whereas the wheel element and the out-of-roundness located thereon, however, are displaceable relative to the ring element. As a result, the wrapping means can be excited at different locations with nonuniformity per revolution of the ring member. Due to the angular displacement of the wheel element relative to the ring element, the position of the belt around the ring element remains the same, whereas the position of the wheel element relative to the ring element and thus also to the belt and thus the phase position of the nonuniformity, which is impressed on the belt and thus the Endlostrieb change leaves. The adjustment allows a targeted change in this nonuniformity and thus the phase position of the nonuniformity, especially over a longer period of time. Consequently, unlike the state of the art, it is not only possible to react in the short term to changes in torque and angular velocity, but also over longer periods of time and adapted to a broad speed and frequency range.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Verstelleinrichtung als eine hydraulische Verstelleinrichtung ausgebildet. Die Verstelleinrichtung lässt sich demzufolge mittels eines Hydraulikmittels betätigen, sodass große konstruktive Freiheitsgrade in Anordnung und Ausgestaltung der Verstelleinrichtung bestehen, da mechanisch wirkende, bauraumerfordernde Verstelleinrichtungen nicht erforderlich sind. Hydraulische Verstelleinrichtungen wirken überdies in weiten Bereichen sehr vorteilhaft selbstdämpfend.In a further embodiment, the adjusting device is designed as a hydraulic adjusting device. Accordingly, the adjusting device can be actuated by means of a hydraulic medium so that there are great constructive degrees of freedom in the arrangement and configuration of the adjusting device, since mechanically acting, space-demanding adjusting devices are not required. Moreover, hydraulic adjusting devices have a very advantageous self-damping effect over a wide range.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ringelement an einem Tragrad drehfest gehalten ist. Als Tragrad wird hierbei ein Rad respektive eine Scheibe verstanden, die mit der an- oder abtreibenden Welle drehfest verbunden ist. Das Ringelement seinerseits ist an dem Tragrad drehfest gehalten, um ein Durchrutschen des Ringelements unter der Last des Umschlingungsmittels respektive des Endlostriebs relativ zur Welle zu vermeiden. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Ringelement ohne Schlupf das Moment von der Welle auf das Umschlingungsmittel überträgt, respektive umgekehrt. Dieses Halten kann beispielsweise durch Haltebolzen geschehen, die das Ringelement an geeigneter Stelle auf dem Tragrad fixieren. In a further embodiment it is provided that the ring element is rotatably held on a support wheel. As a carrier wheel in this case a wheel or a disc is understood, which is rotatably connected to the on or driven off shaft. The ring element in turn is rotatably held on the support wheel to prevent slippage of the ring member under the load of the belt or the Endlostriebs relative to the shaft. This ensures that the ring element without slip transmits the moment from the shaft to the belt, respectively vice versa. This holding can be done for example by retaining bolts that fix the ring member at a suitable location on the support wheel.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Radelement mindestens ein exzentrisch zur Drehachse liegendes Kolbenelement auf, das in einen zur Drehachse koaxialen Zylinderschlitz des Tragrads verlagerbar eingreift und mittels eins Verstellmittels, insbesondere Hydraulikmittels, der Verstelleinrichtung beaufschlagbar ist. Das Radelement weist demzufolge ein Kolbenelement auf, das zur Drehachse exzentrisch gelagert ist, also bei dessen Betätigung sich die Lage des Radelements relativ zu der des Tragrads ändert. Dieses lagert verlagerbar in einem Zylinderschlitz des Tragrades, wobei der Zylinderschlitz bevorzugt in der Art eines koaxialen, konzentrischen Schlitzes ausgebildet ist, in den das Kolbenelement dicht und passgenau eingreift. Der Zylinderschlitz weist bevorzugt beidseitig Verbindungen zum Beraufschlagen oder Entfernen von Hydraulikmittel auf. Wird demzufolge eine Seite des Zylinderschlitzes des Tragrades mit Hydraulikmittel druckbeaufschlagt, wird das Kolbenelement von dieser Seite zur anderen Seite hin weggedrückt, sodass sich die Lage des Radelements relativ zum Tragrad verändert. Gleichermaßen lässt sich die Lage des Radelements relativ zum Tragrad in umgekehrter Richtung ändern, indem die andere Seite des Zylinderschlitzes mit Hydraulikmittel beaufschlagt wird. Es kommen hierbei selbstverständlich auch andere Verstelleinrichtungen in Betracht, beispielsweise mechanisch oder elektromechanisch wirkende. Die hydraulische Verstelleinrichtung hat indes den Vorteil, platzsparend und mechanisch relativ einfach realisiert werden zu können.In a preferred embodiment, the wheel element has at least one piston element lying eccentrically to the axis of rotation, which engages displaceably in a cylinder slot of the carrier wheel which is coaxial with the axis of rotation and can be acted on by means of one adjusting means, in particular hydraulic means, of the adjusting device. Consequently, the wheel element has a piston element which is mounted eccentrically to the axis of rotation, so when it is actuated, the position of the wheel element changes relative to that of the support wheel. This supports displaceable in a cylinder slot of the support wheel, wherein the cylinder slot is preferably formed in the manner of a coaxial, concentric slot into which engages the piston member tight and precise fit. The cylinder slot preferably has connections on both sides to strike or remove hydraulic fluid. Accordingly, if one side of the cylinder slot of the carrier wheel is pressurized with hydraulic fluid, the piston element is pushed away from this side to the other side, so that the position of the wheel element changes relative to the carrier wheel. Similarly, the position of the wheel member relative to the support wheel in the reverse direction can be changed by the hydraulic fluid is applied to the other side of the cylinder slot. Of course, other adjusting devices come into consideration here, for example mechanically or electromechanically acting. The hydraulic adjusting device, however, has the advantage of being able to be realized in a space-saving and mechanically relatively simple manner.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Radelement eine ovale Mantelflächenkontur auf. Hierdurch lässt sich eine möglichst stoßfreie Anregung des Umschlingungsmittels und eine möglichst geräuschfreie Wirkungsweise realisieren. Eine ovale Mantelflächenkontur kann durch Ausgestaltung mit zwei Zentren, insbesondere als nicht-elliptisches Oval, so ausgebildet werden, dass pro Umdrehung zwei Anregungen des Endlostriebs erfolgen, nämlich durch sich diametral gegenüberliegende Ovalzenite.In a particularly preferred embodiment, the wheel element has an oval lateral surface contour. This makes it possible to realize as smooth a stimulus as possible of the belt and a possible noise-free mode of action. An oval lateral surface contour can be formed by design with two centers, in particular as non-elliptical oval, so that per revolution two suggestions of the endless drive take place, namely by diametrically opposite oval centers.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen zeigen die Ausführungsbeispiele und die Unteransprüche, insbesondere in Kombination untereinander.Further advantageous embodiments show the embodiments and the dependent claims, in particular in combination with each other.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ohne dass sie jedoch hierauf beschränkt wäre.The invention will be described in more detail below with reference to embodiments, without, however, being limited thereto.
Es zeigenShow it
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- UmschlingungsradUmschlingungsrad
- 22
- Umschlingungsmittelendless
- 33
- Tragradcarrier wheel
- 44
- Radelementwheel element
- 55
- Mantelflächelateral surface
- 66
- MantelflächenabschnittLateral surface section
- 77
- Bezugsradiusreference radius
- 88th
- Außenradiusouter radius
- 99
- Zenitzenith
- 1010
- Ringelementring element
- 1111
- Fixierstiftlocating pin
- 1212
- vertiefte Außenkonturenrecessed outer contours
- 1313
- Materialmaterial
- 1414
- Federstahlspring steel
- 1515
- Drehachseaxis of rotation
- 1616
- Verstellbereichadjustment
- 1717
- linker Verstellbereichleft adjustment range
- 1818
- rechter Verstellbereichright adjustment range
- 1919
- Verstelleinrichtungadjustment
- 2020
- hydraulische Verstelleinrichtunghydraulic adjusting device
- 2121
- Zylinderschlitzcylinder slot
- 2222
- Kolbenelementpiston element
- 2323
- vordere Ölkammerfront oil chamber
- 2424
- hintere Ölkammerrear oil chamber
- 2525
- Wellewave
- 2626
- verzahnter Außenringtoothed outer ring
- 2727
- Drehflügelrotary wing
- 2828
- Verstellringadjusting
- 2929
- OvalzenitOval Zenit
- 3030
- Innenringinner ring
- 3131
- Kraftflusspower flow
- 3232
- MantelflächenkonturLateral-surface contour
Claims (6)
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2007
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|
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