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Die
Erfindung betrifft eine Zahnradanordnung mit einem Hauptzahnrad
und einem gegenüber diesem relativ in Umfangsrichtung verdrehbaren Zahnrad,
wobei das Hauptzahnrad eine Nabe aufweist, auf der das verdrehbare
Zahnrad angeordnet ist, und mit einem Federelement, das zwischen
dem Hauptzahnrad und dem verdrehbaren Zahnrad angeordnet ist, und
mit dem das verdrehbare Zahnrad in Umfangsrichtung gegen das Hauptzahnrad
vorgespannt ist.
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Eine
derartige Zahnradanordnung ist beispielsweise aus der von der Anmelderin
stammenden
WO 2005/090830
A1 bekannt, die ein Zahnrad für eine spielfreie
Stirnradstufe mit einer Nabe, mit einem von der Nabe getragenem
Zahnkranz, der entlang einer achsnormalen Teilungsebene in zwei
Teilkränze, nämlich in einen nabenfesten Kranzteil
und in einen diesen gegenüber koaxial drehbar gelagerten Kranzring,
geteilt ist, und mit einer die Nabe umschließenden Ringfeder,
die sich mit ihren einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden
Enden an einstückig mit den beiden Teilkränzen
ausgebildeten, einander in axialer Richtung überlappenden
Stützstegen abstützt, die in Umfangsrichtung des
Zahnkranzes hintereinander angeordnet sind. Der Stützsteg eines
Teilkranzes durchsetzt den anderen Teilkranz in einer Durchtrittsöffnung
mit Spiel in Umfangsrichtung und bildet der Stützsteg des
Teilkranzes mit der Durchtrittsöffnung einen die Durchtrittsöffnung
begrenzenden Montageanschlag für den anderen Stützsteg.
Der Kranzring ist auf der Nabe beispielsweise mit Hilfe eines Sprengringes
axial gesichert.
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In
Kraftfahrzeugen wird heute üblicherweise die Geräuschreduzierung
in der Fahrgastzelle durch den Einbau von Schalldämmelementen,
wie z. B. Motorhaubenabdeckungen, entsprechend geformte Dachhimmel,
Kofferraumauskleidungen, etc. durchgeführt. Dies hat jedoch
den Nachteil, dass damit die Schallquelle hinsichtlich der Geräuschentwicklung unverändert
bleibt, sodass der Geräuschreduzierung Grenzen gesetzt
sind.
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Es
wurde auch bereits versucht die Schallquellen zu verbessern, beispielsweise
indem Zahnräder hinsichtlich des Abrollwiderstandes verbessert werden,
z. B. mittels speziellen Beschichtungen.
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Nachteilig
an diesen Methoden ist jedoch, dass damit immer ein relativ hoher
Aufwand verbunden ist bzw. die Nachrüstung teilweise nur
durch den Austausch von Komponenten möglich ist.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine eingangs
genannte Zahnradanordnung hinsichtlich der Geräuschentwicklung
während des Betriebes zu verbessern.
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Diese
Aufgabe der Erfindung wird durch eine Zahnradanordnung gelöst,
bei der zumindest in axialer Richtung zwischen dem Federelement
und dem Hauptzahnrad und/oder dem verdrehbaren Zahnrad zumindest
ein Dämpfungselement angeordnet ist. Überraschenderweise
konnte eine Geräuschreduzierung durch die Anordnung zumindest
eines Dämpfungselementes innerhalb der Zahnradanordnung
erreicht werden. Überraschend deswegen, da normalerweise
bei Zahnrädern versucht wird, die Zähne selbst
hinsichtlich der Geräuschentwicklung zu verbessern, um
die Abrollbewegung von kämmenden Zahnrädern zu
beeinflussen. Durch die einfache Lösung nach der Erfindung
ist aber eine Neukonstruktion der aus der
WO 2005/090830 A1 bekannten Zahnradanordnung
nicht erforderlich. Dies ist insbesondere von Vorteil, da damit
kein Formenneubau erforderlich ist, sodass also die Zahnradanordnung nach
wie vor über sintertechnische Verfahren hergestellt werden
kann, und damit die Produktionskosten für derartige Zahnradanordnungen
wie aus dem Stand der Technik bekannt niedrig gehalten werden kann.
Indem ein Dämpfungselement zwischen dem Federelement und
dem Hauptzahnrad und/oder dem verdrehbaren Zahnrad angeordnet wird,
kann die Übertragung von Geräuschen vom verdrehbaren Zahnrad
auf das Hauptzahnrad reduziert bzw. minimiert werden. Von Vorteil
ist dabei auch, dass eine Nachrüstung von Zahnradanordnungen
mit dem Dämpfungselement auf einfache Art erfolgen kann.
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Bevorzugt
ist das zumindest eine Dämpfungselement mit dem Federelement
verbunden, beispielsweise mit dem Federelement verklebt oder ist das
Federelement mit dem Dämpfungselement zumindest teilweise
umspritzt. Es besteht aber z. B. auch die Möglichkeit das
Dämpfungselement mit magnetischen Eigenschaften auszuführen,
z. B. indem dem Federelement ein ferromagnetischer Stoff beigemengt
wird. Andere Verbindungsmethoden sind ebenfalls möglich.
Durch das Verbinden wird eine ortsfeste relative Lage des Dämpfungselementes zum
Federelement ermöglicht, wodurch das Dämpfungsverhalten
entsprechend dem Schwingungsverhalten der Zahnradanordnung verbessert
werden kann.
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Das
zumindest eine Dämpfungselement kann einen zumindest annähernd
u-förmigen Querschnitt aufweisen. Es wird damit nicht nur
erreicht, dass das Dämpfungselement durch Aufschieben auf das
Federelement einfacher befestigt werden kann, sodass gegebenenfalls
keine weitere Verbindung mit dem Federelement erfolgen muss, um
die ortsfeste relative Lage des Dämpfungselementes zum
Federelement zu erreichen, sondern wird damit auch die Wirkung des
Dämpfungselementes in radialer Richtung verbessert. Insbesondere
ist dabei von Vorteil, wenn eine Breite des u-förmigen
Querschnittes so bemessen ist, dass dieser nicht oder nur geringfügiger
größer ist als die Breite des Federelementes in axialer
Richtung.
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Durch
eine band- oder schnur- oder annähernd ringförmige
Ausbildung des Dämpfungselementes wird eine bessere Anlage
des Dämpfungselementes an das Hauptzahnrad bzw. das verdrehbare
Zahnrad erreicht, wodurch die Dämpfungswirkung weiter verbessert
werden kann. Zudem kann damit der Luftraum zwischen dem verdrehbaren
Zahnrad und dem Hauptzahnrad reduziert werden, wodurch ebenfalls
eine Verbesserung der Geräuschdämmung erreicht
werden kann. Darüber hinaus kann damit u. U. ebenfalls
auf eine zusätzliche Verbindung des Dämpfungselementes
mit dem Federelement verzichtet werden, wodurch die Montage des
Dämpfungselementes vereinfacht werden kann. Insbesondere
diese Variante ist aus diesem Grund auch für die Nachrüstung
geeignet.
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Die
Höhe des Dämpfungselementes in axialer Richtung
kann so bemessen sein, dass das Dämpfungselement im Ruhezustand
der Zahnradanordnung spannungslos am Hauptzahnrad und/oder am verdrehbaren
Zahnrad anliegt. Es wird damit die Reibung zwischen dem verdrehbaren
Zahnrad und dem Dämpfungselement reduziert. Durch das bloße Anliegen
am Hauptzahnrad kann die Wirkung des Dämpfungselementes
verbessert werden, indem das Dämpfungselement im Betrieb
weniger stark komprimiert wird.
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Mit
dem Begriff ”spannungslos” ist in diesem Zusammenhang
gemeint, dass das Dämpfungselement im Ruhezustand nicht
komprimiert vorliegt.
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Bevorzugt
besteht das zumindest eine Dämpfungselement aus einem Werkstoff
oder umfasst diesen, der ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend
Elastomere, wie z. B. aus Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk,
Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Nitrilkautschuk,
Chloropren-Kautschuk, chlorsulfoniertem Polyethylen und Polyurethan,
Silikonen sowie Verschnitte oder Gemische daraus. Insbesondere diese Werkstoffe
haben im Zuge der Erprobung der Zahnradanordnung die beste Wirkung
gezeigt, selbst wenn das Dämpfungselement eine relativ
kleine flächenmäßige Ausdehnung in Bezug
auf das Federelement bzw. die beiden Zahnräder aufwies.
Es können aber auch Thermoplaste und/oder Duroplaste verwendet
werden, z. B. Polyethylen, Polypropylen, Ethylenvinylacetat-Copolymere,
Polyamide, Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat, ein Polyurethan oder
thermoplastische Elastomere. Es sind auch hier wiederum Mischung
aus den thermoplastischen bzw. duroplastischen Werkstoffen möglich
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Sofern
nicht ein band- oder schnur- oder ringförmiges Dämpfungselement
verwendet wird, das Dämpfungselement also in diskreten
Bereich des Federelementes angeordnet wird, hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, wenn auf zumindest einer Oberfläche des Federelementes
in axialer Richtung zwischen zwei und acht Dämpfungselemente
angeordnet sind. Es ist also beispielsweise möglich auch
drei, vier, fünf, sechs oder sieben Dämpfungselemente
auf dieser Oberfläche anzuordnen, wobei diese im Umfangsrichtung
versetzt angeordnet sind, insbesondere zumindest annähernd
symmetrisch aufgeteilt sind, sodass zwischen den Dämpfungselementen
zumindest annähernd ein gleich großer Abstand
vorhanden ist. Dieser Abstand kann generell zwischen 20° und 180° bzw.
zwischen 30° und 90° betragen, wobei allerdings
die symmetrische Anordnung bevorzugt wird.
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Um
die Funktionalität des verdrehbaren Zahnrades möglichst
wenig zu beeinflussen, erweist es sich als vorteilhaft, wenn, sofern
das zumindest eine Dämpfungselement an diesem anliegt,
dass das bzw. die Dämpfungselement(e), die in Richtung
auf das verdrehbare Zahnrad weisen, eine Gleitbeschichtung aufweisen.
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Aus
demselben Grund kann aber auch vorgesehen sein, dass das zumindest
eine Dämpfungselement in axialer Richtung eine Querschnittsverjüngung
aufweist, sodass also die Anlagefläche am verdrehbaren
Zahnrad reduziert ist. Insbesondere kann gemäß einer
Ausführungsvariante das zumindest eine Dämpfungselement
zu diesem Zweck zumindest annähernd kugelkalottenartig
oder mit einer gerundeten Oberfläche in Richtung auf das
Hauptzahnrad und/oder das verdrehbare Zahnrad ausgebildet sein.
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Eine
bessere Lagefixierung des Dämpfungselementes, auch ohne
zusätzliche Verbindung mit dem Federelement, kann erreicht
werden, wenn das Federelement zumindest eine Ausnehmung zur teilweisen
Aufnahme des zumindest einen Dämpfungselementes aufweist.
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Das
zumindest eine Dämpfungselement kann auch mehrschichtig
ausgebildet sein, um die Dämpfungswirkung zu verbessern,
wobei bevorzugt die Schichten des zumindest einen Dämpfungselementes
aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Beispielsweise kann
also das Dämpfungselement zwei-, drei- oder vierschichtig
ausgebildet sein, wobei es bevorzugt ist, wenn die Härte
der Schichten in Richtung auf verdrehbare Zahnrad bzw. das Hauptzahnrad
abnimmt. Insbesondere können die Werkstoffe für
diese Schichten aus der voranstehend genannten Werkstoffgruppe ausgewählt
werden.
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Es
ist weiters möglich, dass das zumindest einen Dämpfungselement
zumindest teilweise durch einen faser- oder filzförmigen
Werkstoff gebildet ist, um einerseits eine bessere Dämpfungswirkung
zu erreichen und andererseits eine bessere Anpassung an die Geometrie
der Zahnradanordnung zu erreichen.
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Es
können auch auf beiden Oberflächen des Federelementes
in axialer Richtung Dämpfungselemente angeordnet sein.
Dabei können diese Dämpfungselemente zueinander
versetzt angeordnet sind, sodass also in axialer Richtung kein Dämpfungselement
einem anderen Dämpfungselement gegenüberliegend
angeordnet ist. Es wird damit die direkte, geradlinige Fortpflanzung
des Schalls über die Dämpfungselemente vermieden,
wodurch die Dämpfungswirkung verbessert werden kann. Dabei
kann der Versetzungswinkel zwischen den Dämpfungselementen
auf den beiden Oberflächen ausgewählt sein aus
einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5° und einer
oberen Grenze von 80° insbesondere aus einem Bereich mit
einer unteren Grenze von 10° und einer oberen Grenze von
45°.
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Zum
besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der
nachfolgenden Figuren näher erläutert.
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Es
zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung:
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1 eine
Zahnradgruppe gemäß dem Stand der Technik in Explosionsdarstellung;
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2 eine
erste Ausführungsvariante eines Federelementes mit darauf
angeordneten Dämpfungselementen in Schrägansicht;
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3 eine
weitere Ausführungsvariante eines Federelementes mit darauf
angeordnetem Dämpfungselement in Schrägansicht;
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4 eine
graphische Darstellung des Vibrationsverhaltens einer Zahnradanordnung
nach dem Stand der Technik im Vergleich zu einer nach der Erfindung
bei unterschiedlichen Drehzahlen.
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Einführend
sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche
Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen
versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen
Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit
gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen
werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten
Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar
beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer
Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage
zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale
oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen
Ausführungsbeispielen für sich eigenständige,
erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen
darstellen.
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Sämtliche
Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung
sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche
daraus mit umfassen, z. B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen,
dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren
Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d. h. sämtliche
Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer
und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z. B. 1 bis
1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
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1 zeigt
in Explosionsdarstellung eine Zahnradanordnung 1, wie sie
aus dem Stand der Technik bekannt ist. Diese Zahnradanordnung 1, auch ”split-gear” genannt,
weist ein Hauptzahnrad 2 und ein gegenüber diesem
relativ in einer Umfangsrichtung 3 verdrehbares Zahnrad 4 auf,
wobei das Hauptzahnrad 2 eine Nabe 5 aufweist,
die insbesondere einstückig mit dem Hauptzahnrad 2 ausgebildet ist.
Das verdrehbare Zahnrad 4 ist auf der Nabe 5 des Hauptzahnrades 2 verdrehbar angeordnet.
Die Nabe 5 weist eine Ausnehmung 6 in Form einer
Bohrung zur Aufnahme einer nicht dargestellten Welle auf.
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Das
verdrehbare Zahnrad
4 ist mittels eines Federelementes
7,
das in diesem Fall als so genannte Ω – Feder ausgebildet
ist, in Umfangsrichtung
3 gegenüber dem Hauptzahnrad
2 vorgespannt,
wie dies in der
WO
2005/090830 A1 beschrieben ist, die somit in diesem Umfang
des prinzipiellen Aufbaus der Zahnradanordnung
1 zum Inhalt
vorliegender Beschreibung gehört. Für die Vorspannung
ist, wie eingangs beschrieben, ein Stützsteg ausgebildet,
der einen Montageanschlag für einen weiteren Stützsteg bildet.
Das Federelement
7 liegt an diesen Stützstegen
mit seinen beiden offenen Endbereichen an. Das Federelement
7 kann
in einer Ausnehmung im Hauptzahnrad
2 angeordnet sein.
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Um
das weitere verdrehbare Zahnrad 4 auch in einer axialen
Richtung 8 gegen das Hauptzahnrad vorzuspannen, ist ein
weiteres Federelement 9, das bei dieser Ausführungsvariante
die Form einer Tellerfeder, insbesondere einer im weitesten Sinne
zu bezeichnenden geschlitzten Tellerfeder, angeordnet. Dieses weitere
Federelement 9 weist einen äußeren Ring 10 auf,
von dem schräg radial nach innen weisend mehrere Zungen 11,
so genannte Federzungen, abstehen. Diese Zungen 11 werden
von einer umlaufenden Nut 12, die in einem Endbereich 13 der Nabe 5 ausgebildet
ist, aufgenommen. Durch die Federspannung wird somit das weitere
verdrehbare Zahnrad 4 in der axialen Richtung gegenüber
dem Hauptzahnrad vorgespannt.
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In 2 ist
eine erste Ausführungsvariante der Erfindung in Form des
Federelementes 7 mit darauf angeordneten Dämpfungselementen 14 dargestellt.
Die Dämpfungselemente 14 sind dabei sowohl an
einer vorderen Oberfläche 15 sowie einer hinteren Oberfläche 16 vorhanden,
wobei die Dämpfungselemente 14 insbesondere mit
diesen Oberflächen 15, 16 verbunden,
beispielsweise verklebt sind, wie dies voranstehend bereits ausgeführt
wurde.
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Pro
Oberfläche 15, 16 sind bei dieser Ausführungsvariante
jeweils vier Dämpfungselemente 14 vorhanden. Es
besteht aber im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit
mehr oder weniger diskret angeordnete Dämpfungselemente 14 vorzusehen, beispielsweise
zwei, drei, fünf, sechs, sieben, acht oder auch mehr als
acht.
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Die
Dämpfungselemente 14 ist vorzugsweise hitze- bzw.
temperaturbeständig ausgeführt. Generell können
aber auch die voranstehend genannten Werkstoffe eingesetzt werden.
Weiters kann das Dämpfungselement 14 elastische
bzw. federelastische Eigenschaften aufweisen.
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Es
besteht weiters die Möglichkeit, wie dies ebenfalls schon
voranstehend ausgeführt wurde, die Dämpfungselemente 14 mehrschichtig
auszubilden. Dabei sind z. B. Werkstoffkombinationen von Duroplasten
und/oder Thermoplasten mit zumindest einem Elastomer verwendbar.
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Die
Dämpfungselemente 14 haben eine zumindest annähernd
prismenartige Form mit einer Höhe 17, einer Länge 18 und
einer Breite 19. Nachdem das Federelement 7 rund
ausgeführt ist, besteht selbstverständlich auch
die Möglichkeit, dass die Dämpfungselemente 14 in
ihrer Länge 18 diese Rundung zumindest annähernd
nachbilden.
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Es
besteht im Rahmen der Erfindung weiters die Möglichkeit,
dass das Dämpfungselement 14 einen sich in axialer
Richtung – im eingebauten Zustand betrachtet – verjüngenden
Querschnitt aufweist, dass also über die Höhe 17 die
Länge 18 und/oder die Breite 19 in Richtung
auf das verdrehbare Zahnrad 4 und/oder das Hauptzahnrad 2 kleiner wird
bzw. werden. Dies kann so weit geführt werden, dass die
Anlagefläche des Dämpfungselementes 14 an
das verdrehbare Zahnrad 4 und/oder das Hauptzahnrad 2 mit
einer Rundung versehen ist, z. B. kugelkalottenartig ausgeführt
ist.
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Die
Höhe 17 des Dämpfungselementes 14 in axialer
Richtung kann so bemessen sein, dass das Dämpfungselement 14 im
Ruhezustand der Zahnradanordnung 1 spannungslos am Hauptzahnrad 2 und/oder
am verdrehbaren Zahnrad 4 anliegt.
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Obwohl
in 2 die gegenüberliegende Anordnung der
Dämpfungselemente 14 dargestellt ist, d. h. das
ein Dämpfungselement 14 auf der Oberfläche 15 einem
Dämpfungselement 14 auf der Oberfläche 16 in
axialer Richtung gegenüberliegend angeordnet ist, kann
auch vorgesehen sein, dass diese Dämpfungselemente 14 gegeneinander
versetzt sind, also um einen vordefinierbaren Winkelbetrag, der
zwischen 0,5° und 150° betragen kann, gegeneinander ”verdreht” angeordnet
sind, sodass das Dämpfungselement 14 auf der Oberfläche 15 einer ”Lücke” gegenüberliegt,
d. h. das die Dämpfungselemente 14 auf der Oberfläche 15 zwischen
jeweils zwei Dämpfungselementen 14 auf der Oberfläche 16 angeordnet
sind, in axialer Richtung betrachtet. Eine teilweise ”Überlappung” der
Dämpfungselemente 14 auf den Oberflächen 15, 16,
wiederum in axialer Richtung betrachtet, ist aber möglich.
Der Winkelbetrag kann auch ausgewählt sein aus einem Bereich von
5° und 100° bzw. aus einem Bereich von 10° und 30°.
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Im
Falle der gegenüberliegenden Anordnung der Dämpfungselemente 14 besteht
die Möglichkeit, diese einstückig auszubilden,
sodass diese Dämpfungselemente 14 in der Folge
einen zumindest annähernd u-förmigen Querschnitt
aufweisen. Zur besseren Verdeutlichung dieser Ausführung
ist ein derartiges Dämpfungselement in 2 strichliert
dargestellt.
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Neben
der diskreten Anordnung der Dämpfungselemente 14 nach 2 besteht
weiteres die Möglichkeit, dass dieses Dämpfungselement 14 band-
bzw. schnurförmig oder ringförmig ausgebildet ist,
wie dies in 3 für die schnurförmige
Ausführung dargestellt ist. Gezeigt ist in 3 das
auf einer Welle sitzende Hauptzahnrad 2 ohne dem verdrehbaren
Zahnrad 4 und ohne dem Federelement 7 (1).
Das Dämpfungselement 14 liegt lose in der Ausnehmung
des Hauptzahnrades 2 und sind die Enden des Dämpfungselementes 14 durch
Durchbrüche im Hauptzahnrad 2 geführt,
wobei diese Enden sich auch nur bis in diese Durchbrüche
erstrecken. In diesem Fall können die Durchbrüche
auch als Ausnehmungen ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich,
dass sich das Dämpfungselement 14 nicht bis in diese
Ausnehmungen erstreckt, sodass also diese Ausnehmungen nicht zwingend
erforderlich sind.
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Obwohl
das Dämpfungselement 14 lose in dem Hauptzahnrad
angeordnet ist, besteht auch die Möglichkeit, dieses mit
dem Federelement 7 zu verbinden, z. B. zu verkleben.
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Das
Dämpfungselement 14 ist bei dieser Ausführungsvariante
aus einem faserförmigen Stoff, z. B. aus Viskose, gebildet,
wie dies in 3 durch die Fasern schematisiert
angedeutet ist, kann beispielsweise filzartig ausgeführt
sein, bzw. aus einem Filz bestehen. Es kann jedoch eine festere
Seele aufweisen und nur die Außenschichten aus filzartig
ausgeführt sein, um eine bessere Festigkeit bei entsprechender
Dämpfungswirkung zu erhalten. Weiters besteht die Möglichkeit,
dass der faserförmige Stoff teilweise von einem Haltemittel,
z. B. einem Klebeband, umwickelt bzw. gefestigt sein, wie dies ebenfalls
in 3 angedeutet ist.
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Anstelle
der schnur- bzw. bandförmigen Ausführung besteht
auch die Möglichkeit, das Dämpfungselement 14 ringförmig
auszubilden, wobei es sich dabei nicht zwangsweise um einen durchgehenden
Ring handelt sind das Dämpfungselement im wesentlichen
die Geometrie des Federelementes 7 nachformen kann, also
z. B. Ω-förmig ausgebildet ist.
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Auch
bei dieser Ausführung besteht die Möglichkeit,
dass sich das Dämpfungselement 14 nicht über
die gesamte Oberfläche 15 des Federelementes 7 erstreckt,
sondern nur teilweise in diskreten Bereichen dieser Oberfläche 15 angeordnet
ist.
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Bei
sämtlichen Ausführungsformen der Erfindung besteht
die Möglichkeit, dass das oder die Dämpfungselement(e) 14 ein
oder beidseitig auf dem Federelement 7 angeordnet ist bzw.
sind, also auf der Oberfläche 15 und/oder der
Oberfläche 16.
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Die
faserförmige Ausführung ist auch bei dem Beispiel
nach 2 möglich, insbesondere bei der mehrschichtigen
Ausbildung, wobei eine dem Federelement 7 näher
liegenden Schicht bevorzugt aus einem anderen, festeren Werkstoff
gebildet ist.
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Es
besteht weiters die Möglichkeit, dass das Federelement 7 im
Bereich des oder der Dämpfungselement(e) 14 eine
Ausnehmung bzw. Ausnehmungen aufweist, beispielsweise in Form einer
Vertiefung bzw. von Vertiefungen, in der bzw. denen das oder die
Dämpfungselement(e) 14 teilweise aufgenommen sind,
um eine bessere Lagefixierung zu erreichen. Diese Ausnehmung(en) können
dabei in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung 3 am
Federelement 7 ausgebildet sein.
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In
einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsvariante
der Erfndung ist das Federelement 7 mit dem Dämpfungselemente 14 zumindest
teilweise be- bzw. umspritzt bzw. beschichtet, also beispielsweise
das Dämpfungselement 14 im flüssigen
oder zäh- bzw. schmelzplastischen Zustand auf das Federelement 7 aufgebracht.
Daneben ist es auch möglich, den noch nicht auspolymerisierten
Werkstoff für das Dämpfungselement 14 auf
das Federelement 7 aufzustreichen bzw. aufzuspritzen oder
im Tauchverfahren aufzubringen. Beispielsweise könnte das Dämpfungselement 14 vor
dem Aufbringen auf das Federelement 7 eine zumindest annäherd
lackartige Konsistenz aufweisen.
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Auch
bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung besteht die
Möglichkeit, dass das Dämpfungselement 14 in
zumindest einem diskreten Bereich des Federelementes 7 angeordnet
wird bzw. kann das Dämpfungselement 14 zumindest
annähernd auf die gesamte Oberfläche des Federelementes 7 aufgebracht
werden.
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Von
Vorteil ist bei dieser Ausführungsvariante, dass für
die Verbindung des Federelementes 7 mit dem Dämpfungselement 14 in
der Regel keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich
sind, wobei aber auch hierbei eine Reinigung der Oberfläche
des Federelementes 7 und/oder die Anbringung eines Haftvermittlers,
z. B. eines Primer möglich sind.
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Zur
Reduzierung der Reibungskräfte zwischen dem Dämpfungselement 14 und
dem verdrehbaren Zahnrad 4 bzw. dem Hauptzahnrad 2,
kann das Dämpfungselement 14 neben der bereits
erwähnten Reduktion der Querschnittsfläche, auch eine
Gleitbeschichtung, z. B. aus einem Gleitlack oder aus PTFE, aufweisen.
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4 zeigt
schließlich einen Vergleich des Dämpfungsverhaltens
einer Zahnradanordnung 1 ohne Dämpfungselement 14 (oberer
Kurvenverlauf) zu einer Zahnradanordnung 1 mit Dämpfungselementen 14 entsprechend
der Ausführungsvariante nach 2 (unterer
Kurvenverlauf) in Abhängigkeit von der Drehzahl. In beiden
Fällen bestand das Hauptzahnrad 2 und das verdrehbare
Zahnrad aus einem Sinterwerkstoff, nämlich einem Sinterstahl
Sint D/F mod gemäß DIN 30 910,
der neben Fe 0,15 Gew.-% bis 0,4 Gew.-% C, 0,75 Gew.-% bis 0,95 Gew.-%
Mo und bis 0,3 Gew.-% Mn enthält. Es können aber
auch andere Sinterwerkstoffe verwendet werden, beispielsweise Sinterstähle
die zusätzlich oder alternativ Cr, Ni, Cu, etc. enthalten.
Gemessen wurde der Summenpegel mit einem Beschleunigungsaufnehmer
der Marke Kistler (Typ 8710A50M5) in der Nähe der Lagerstelle
im Meßbereich zwischen 500 U/min und 1500 U/min.
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Erkennbar
ist, dass mit der Zahnradanordnung 1 nach der Erfindung
insbesondere im Bereich zwischen 500 und 900 Umdrehungen pro Minute
und ab ca. 1100 Umdrehungen pro Minute eine deutliche Reduktion
der Vibrationen der bzw. in der Zahnradanordnung 1 mit
dem Dämpfungselement 14 erreicht werden kann.
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Der
Vollständigkeit halber soll abschließend noch
darauf hingewiesen sein, dass das Hauptzahnrad 2 und/oder
das verdrehbare Zahnrad 4 vorzugsweise aus einem Sinterstahl
hergestellt sind, das weitere Federelement 9 aus einem
Federstahl besteht.
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Die
Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten
der Zahnradanordnung 1, wobei an dieser Stelle bemerkt
sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten
derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse
Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander
möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund
der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche
Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes
liegt.
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Der
Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass
zum besseren Verständnis des Aufbaus der Zahnradanordnung 1 diese
bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich
und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt
wurden.
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- 1
- Zahnradanordnung
- 2
- Hauptzahnrad
- 3
- Umfangrichtung
- 4
- Zahnrad
- 5
- Nabe
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Federelement
- 8
- Richtung
- 9
- Federelement
- 10
- Ring
- 11
- Zunge
- 12
- Nut
- 13
- Endbereich
- 14
- Dämpfungselement
- 15
- Oberfläche
- 16
- Oberfläche
- 17
- Höhe
- 18
- Länge
- 19
- Breite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/090830
A1 [0002, 0007, 0030]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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