DE102010020527B4

DE102010020527B4 - Synchronriemengetriebe

Info

Publication number: DE102010020527B4
Application number: DE201010020527
Authority: DE
Inventors: Siegfried Ebert; Hartmut Meier; Frank Ebert; Horst Tanzmann
Original assignee: Ebert Kettenspanntechnik GmbH
Current assignee: Ebert Kettenspanntechnik GmbH
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2030-05-15
Also published as: DE102010020527A1

Abstract

Synchronriemengetriebe mit einem über eine treibende Riemenscheibe (1) und eine getriebene Riemenscheibe geführten Synchronriemen (2), wobei der Synchronriemen (2) eine Nut (3) oder Ausnehmungen (5) im Zahnprofil aufweist und die Riemenscheiben jeweils als Zahnriemenscheibe ausgebildet sind mit einem Kopfkreis bildenden Zähnen und zwischen den Zähnen liegenden Zahnlücken mit einem Zahngrund, wobei ein Positionierelement (4.1, 4.2) in der Breite des Zahnlückenfußes der Riemenscheibe angeordnet ist und vom Zahnlückengrund bis maximal zum Kopfkreis der Zähne reicht und mit der Nut (3) oder mit den Ausnehmungen (5) des Synchronriemens (2) in Axialrichtung dergestalt formkorrespondierend angeordnet ist, dass eine Längsführung des Synchronriemens (2) realisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (4.1, 4.2) zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Zähnen der Riemenscheibe angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Synchronriemengetriebe mit nicht selbstführenden Synchronriemen.
Sie ist anwendbar im Maschinen- und Fahrzeugbau, insbesondere in präzisen Synchronriemengetrieben mit schwellenden Momenten.
Durch die EP 1724495 B1 ist ein Zahnriementrieb bekannt, bei dem ein zahnprofilseitig genuteter Zahnriemen im Zusammenwirken mit einer in mindestens zwei Zahnreihen geteilter, genuteter Riemenscheibe und mit in dieser Nut verbundenen Ringsegmenten die Führung des Zahnriemens realisieren. Weiterhin sind mit diesem Zahnriementrieb und mit der CH 687 272 A5 form-führungs-korrespondierend in der Breite längs-profilierte, vorzugsweise symmetrisch genutete Zahnriemen bekannt.
In der DE 1775612 A wird ferner ein Synchronriemengetriebe mit einem über eine treibende Riemenscheibe und eine getriebene Riemenscheibe geführten Synchronriemen mit einer Nut oder Ausnehmungen und mit einem zu den Ausnehmungen des Synchronriemens umlaufend führungs-form-korrespondierenden Profil als Positionierelement vorgeschlagen.
Diese Zahnriementriebe weisen mehrere Nachteile auf:
Bezüglich der Struktur bestehen Nachteile in der Anzahl mehrerer spezifischer Konstruktionselemente (Nut in der Zahnscheibe, Ringsegmente, Verbindungselemente, Ring, Nut im Zahnriemen). Das schränkt die Unifizierbarkeit der Montageteile und damit die Verwendung standardisierter Montageteile stark ein.
Bezüglich der Herstellung haben diese Zahnriementriebe den Nachteil der Herstellung der genuteten Riemenscheibe und der in der Nut zu befestigenden Ringsegmente bzw. des Rings. Insbesondere die Ringsegmente bzw. der Ring bzw. das Profit sind spezifisch entsprechend der jeweiligen Zahnscheibenmaße. Dementsprechend betrifft die Montage mehrere Elemente.
Die technische Ursache dieser Nachteile besteht im vielteiligen System der Führungspartner, zusammengesetzt aus Nut des Zahnriemens, Nut der Riemenscheibe und mehreren darin angeordneten spezifischen Ringsegmenten bzw. umlaufendem Ring, welche von den spezifischen Kreismaßen der Zahnscheibe bestimmt werden.
Aufgabe der Erfindung ist ein in der technischen Zusammensetzung und Spezifizierung vereinfachtes, kompaktes Synchronriemengetriebe.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
Es wird von einem Synchronriemengetriebe mit einem über eine treibende Synchronriemenscheibe und eine getriebene Synchronriemenscheibe geführten Synchronriemen mit einer Nut oder Ausnehmungen im Zahnprofil ausgegangen. Eine der Synchronriemenscheiben weist ein in der Breite des Zahnlückenfußes und zwischen zwei Zähnen angeordnetes Positionierelement auf. Das Positionierelement ragt vorzugsweise bis in den Kopfkreis. Der diese Synchronriemenscheibe umschlingende Synchronriemen ist mit seiner Ausnehmung so angeordnet, dass bei Rotation das Positionierelement führungsformkorrespondierend in die Ausnehmung eingreift. Durch diesen Eingriff wird im Umschlingungsbogen dem Synchronriemen formschlüssig ein Freiheitsgrad entzogen, wodurch dessen Längsführung realisiert wird. Das Positionierelement kann dabei einstückig als Brücke zwischen zwei Zähnen integriert oder als montierter Stift unter Verwendung eines Normteils ausgebildet sein.
Die Ausnehmungen im Zahnprofil des Synchronriemens können als umlaufende Nut, in mehreren nacheinanderfolgenden Zähnen sequentiell oder jeweils einzelnen Zähnen sequentiell realisiert sein.
Synchronriemen mit mindestens einer oder mehreren sequentiellen, zahnprofilseitigen zum Positionierelement führungs-form-korrespondierend, greiffähig synchronisiert angeordneten Ausnehmungen sind dann realisierbar, wenn der Abstand in der Sequenz vorzugsweise dem größten gemeinsamen Teiler der Zähnezahlen der Synchronriemenscheibe und des Synchronriemens entspricht. Dann ist gesichert, dass das Positionierelement der Synchronscheibe stets in eine passende Ausnehmung des Synchronriemens eingreift.
Die Ausnehmungen als umlaufende Nut sind dann vorteilhaft, wenn im Synchronriemengetriebe zugleich nutgeführte rotational-elastische ringförmige Spann- und Dämpfungselemente angeordnet sind. Dann besteht eine Zusammenfassung der Funktionen für die Führung des Synchronriemens und für die Führung des Spann- und Dämpfungselementes in den selben Führungsflächen der Nut.
Die Ausnehmungen in mehreren nacheinanderfolgenden Zähnen oder in einzelnen Zähnen reduzieren bedeutend den Nachteil der Wirkflächenverkleinerung durch die Nut im Zahnprofil. Durch die umlaufende Nut haben derartige Synchronriemengetriebe den Nachteil der Verringerung der Belastbarkeit, welche unter Beachtung eines sonst größeren Verschleißes bei vorgegebenen Momenten in üblicher Weise die Verbreiterung der Zahnriemen- und Zahnscheibenbreite oder die Vergrößerung der Zahnscheibendurchmesser und damit eine Vergrößerung des Bauraums erfordert.
Bei den sequentiellen Ausnehmungen bleibt die ursprüngliche Wirkbreite des Synchronriemens bis auf die Breite der unterbrochenen Zähne weitestgehend erhalten.
Das bietet die vorteilhafte Möglichkeit der synchronen Einstellung der vollen Wirkbreite des Synchronriemens auf den Umschlingungsbogen der Synchronscheibe für die Drehphase oder für mehrere Drehphasen mit Momentspitzen bzw. stark schwellenden Momenten, wie sie z. B. in Nockenwellenantrieben vorliegen. Daraus resultieren Belastungs- und Verschleißminimierung bzw. ein kleiner Bauraum.
Bezüglich der Montage des Zahnriemens haben diese Synchronriemengetriebe zusätzlich den Vorteil des seitlichen Einschiebens des Zahnriemens auf die Synchronriemenscheiben, wenn das Positionierelement außerhalb des Umschlingungsbogens steht.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.
1 zeigt ein Synchronriemengetriebe mit einem über eine treibende Synchronriemenscheibe (1) und eine getriebene Synchronriemenscheibe geführten Synchronriemen (2) mit einer als umlaufende Nut (3) realisierten Ausnehmung im Zahnprofil. Die Synchronriemenscheibe weist ein in der Breite des Zahnlückenfußes und zwischen zwei Zähnen mittig angeordnetes Positionierelement auf. Das Positionierelement ist als in die Synchronriemenscheibe gefügter Stift (4.1) realisiert und ragt vorzugsweise bis in den Kopfkreis. Äquivalent zum Stift kann das Positionierelement auch als gesicherte Schraube ausgeführt sein.
Der diese Synchronriemenscheibe umschlingende Synchronriemen ist mit seiner Nut und seinen Maßen für die Nuttiefe und Nutbreite mittig zur Synchronriemenbreite so angeordnet, dass bei Rotation das Positionierelement führungs-form-korrespondierend in die Nut eingreift. Durch diesen Eingriff wird im Umschlingungsbogen dem Synchronriemen formschlüssig ein Freiheitsgrad entzogen, wodurch dessen Längsführung bei jeder Umdrehung der Synchronriemenscheibe während des Durchlaufens des Umschlingungsbogens realisiert wird. Als Positionierelemente können Normteile verwendet werden.
2 zeigt ein Synchronriemengetriebe mit einem über eine treibende Synchronriemenscheibe (1) und eine getriebene Synchronriemenscheibe geführten Synchronriemen (2) im Zahnprofil.
Die Synchronriemenscheibe weist ein in der Breite des Zahnlückenfußes und zwischen zwei Zähnen mittig angeordnetes Positionierelement auf. Das Positionierelement ist zwischen zwei Zähnen integriert als Brücke (4.2) realisiert und ragt vorzugsweise bis in den Kopfkreis. Die Brücke ist im Urformverfahren mit der Synchronriemenscheibe realisierbar.
Der die Synchronriemenscheibe umschlingende Synchronriemen weist zum Positionierelement mittig zur Synchronriemenbreite angeordnete form-inverse Ausnehmungen (5) auf.
Diese Ausnehmungen sind synchronisiert zum Positionierelement und mit sequentiellem Abstand a umlaufend im Riemen angeordnet, wobei sich der sequentielle Abstand aus den Zähnezahlen der Synchronriemenscheibe und des Synchronriemens als deren größter gemeinsamer Teiler ergibt. Im gezeigten Beispiel ist die Zähnezahl der Synchronriemenscheibe Z₁ = 28, die Zähnezahl des Synchronriemens Z₀ = 91.
Der größte gemeinsame Teiler von 28 und 91 ist 7. Das bedeutet, dass der sequentielle Abstand a der Ausnehmungen in der Zahnreihe des Synchronriemens jeweils 7 Zähne bzw. das Siebenfache der Teilung p beträgt. Damit ist gesichert, dass bei Rotation des Getriebes das Positionierelement stets führungs-form-korrespondierend in eine Ausnehmung eingreift. Der besondere Vorteil dieser sequentiellen Synchronisation, verglichen zum umlaufend genuteten Synchronriemen, besteht im gezeigten Beispiel darin, dass lediglich alle 7 Zähne eine Reduzierung der Wirkbreite des Synchronriemens besteht, während der umlaufend genutete Synchronriemen eine umlaufende Reduzierung der Wirkbreite aufweist.
Auf die Wirkbreite des im Beispiel gezeigten Synchronriemens mit sequentiellen Ausnehmungen übertragen bedeutet das eine Wirkbreitenreduzierung von 91:7 = 13 Zähne mit reduzierter Wirkbreite und 91–13 Zähne mit voller Wirkbreite, während beim umlaufend genuteten Synchronriemen alle 91 Zähne eine reduzierte Wirkbreite aufweisen.
In dem Fall, wo das Synchronriemengetriebe mit zyklischen Momentspitzen belastet wird, ist es möglich, den Synchronriemen auf die Momentspitze und die Abschnitte mit voller Wirkbreite zu synchronisieren, um Verschleiß, Zuverlässigkeit und Bauraum zu optimieren. Bezüglich der Montage des Zahnriemens haben diese Synchronriemengetriebe zusätzlich den Vorteil des seitlichen Einschiebens des Zahnriemens auf die Synchronriemenscheiben, wenn das Positionierelement außerhalb des Umschlingungsbogens steht. Das sonst übliche Überwerfen des Synchronriemens über Bordscheiben oder umlaufende Führungselemente entfällt dadurch.

Claims

Synchronriemengetriebe mit einem über eine treibende Riemenscheibe (1) und eine getriebene Riemenscheibe geführten Synchronriemen (2), wobei der Synchronriemen (2) eine Nut (3) oder Ausnehmungen (5) im Zahnprofil aufweist und die Riemenscheiben jeweils als Zahnriemenscheibe ausgebildet sind mit einem Kopfkreis bildenden Zähnen und zwischen den Zähnen liegenden Zahnlücken mit einem Zahngrund, wobei ein Positionierelement (4.1, 4.2) in der Breite des Zahnlückenfußes der Riemenscheibe angeordnet ist und vom Zahnlückengrund bis maximal zum Kopfkreis der Zähne reicht und mit der Nut (3) oder mit den Ausnehmungen (5) des Synchronriemens (2) in Axialrichtung dergestalt formkorrespondierend angeordnet ist, dass eine Längsführung des Synchronriemens (2) realisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (4.1, 4.2) zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Zähnen der Riemenscheibe angeordnet ist.
Synchronriemengetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in die Riemenscheibe als Stift (4.1) oder Schraube gefügtes Positionierelement.
Synchronriemengetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mit der Riemenscheibe einstückig als Brücke (4.2) zwischen zwei Zähnen integriertes Positionierelement.
Synchronriemengetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Synchronriemen (2) mit mehreren sequentiellen, zahnprofilseitigen, zum Positionierelement (4.1, 4.2) in Axialrichtung führungs-form-korrespondierenden im gleichmäßigen Abstand a angeordneten Ausnehmungen (5), wobei der Abstand a in der Sequenz vorzugsweise dem größten gemeinsamen Teiler der Zähnezahlen der mit dem Positionierelement (4.1, 4.2) versehenen Synchronriemenscheibe und des Synchronriemens (2) entspricht.