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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Motoranordnungen mit verspannten Zahnrädern.
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HINTERGRUND
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Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit, die nicht unbedingt den Stand der Technik darstellen.
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Motoranordnungen können Zahnradantriebsanordnungen enthalten, um eine Drehung zwischen Motordrehkomponenten zu übertragen. Die Zahnradantriebsanordnungen können ein erstes und zweite Zahnräder enthalten, die miteinander in Eingriff stehen. Freiräume zwischen den ersten und zweiten Zahnrädern können einen Zahnradspielzustand zwischen den Zahnrädern während eines Motorbetriebs schaffen. Das Zahnradspiel kann im Motorbetrieb zu Getrieberasseln führen.
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ZUSAMMENFASUNG
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Eine Anordnung mit verspannten Zahnrädern kann erste und zweite Zahnräder, eine Mitnehmerscheibe und ein Vorspannelement enthalten. Das erste Zahnrad kann eine erste Anzahl (n) an Zahnradzähnen aufweisen, die sich von einem Umfang desselben weg erstrecken. Das zweite Zahnrad kann eine zweite Anzahl (m) an Zahnradzähnen aufweisen, die sich von einem Umfang desselben weg erstrecken, und kann relativ zu dem ersten Zahnrad konzentrisch montiert sein und relativ zu dem ersten Zahnrad drehbar sein. Die zweite Anzahl (m) an Zahnradzähnen kann größer als die erste Anzahl (n) an Zahnradzähnen sein. Die Mitnehmerscheibe kann drehfest relativ zum ersten Zahnrad sein. Das Vorspannelement kann ein erstes Ende, das relativ zum ersten Zahnrad axial befestigt ist, und ein zweites Ende aufweisen, das das zweite Zahnrad und die Mitnehmerscheibe in einen Eingriff miteinander axial vorspannt.
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Eine Motoranordnung kann erste und zweite Motordrehkomponenten, ein mit der ersten Motordrehkomponente gekoppeltes erstes Zahnrad und eine Anordnung mit verspannten Zahnrädern enthalten, die mit der zweiten Motordrehkomponente gekoppelt ist und mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht, um eine Drehung zwischen dem ersten Zahnrad und der Anordnung mit verspannten Zahnrädern zu übertragen. Die Anordnung mit verspannten Zahnrädern kann ein drehfestes Zahnrad, ein drehbares Zahnrad, eine Mitnehmerscheibe und ein Vorspannelement enthalten. Das drehfeste Zahnrad kann zur Drehung mit der zweiten Motordrehkomponente befestigt sein und kann eine erste Anzahl (n) an Zahnradzähnen aufweisen, die sich von einem Umfang desselben weg erstrecken. Das drehbare Zahnrad kann mit der zweiten Motordrehkomponente gekoppelt sein und relativ zu dem drehfesten Zahnrad drehbar sein. Das drehbare Zahnrad kann eine zweite Anzahl (m) an Zahnradzähnen aufweisen, die sich von einem Umfang desselben weg erstrecken, wobei (m) größer als (n) ist. Die Mitnehmerscheibe kann relativ zu der zweiten Motordrehkomponente drehfest sein. Das Vorspannelement kann ein erstes Ende, das relativ zu dem drehfesten Zahnrad axial befestigt ist, und ein zweites Ende aufweisen, das das drehbare Zahnrad und die Mitnehmerscheibe in einen Eingriff miteinander axial vorspannt.
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Ein Verfahren zum Verringern eines Motorgetrieberasselns kann umfassen, dass eine Drehung einer ersten Motordrehkomponente, die ein erstes damit drehfestes Zahnrad aufweist, angetrieben wird, und dass eine Drehung einer zweiten Motordrehkomponente angetrieben wird, die eine damit gekoppelte Anordnung mit verspannten Zahnrädern aufweist. Die Anordnung mit verspannten Zahnrädern kann ein drehfestes Zahnrad, das zur Drehung mit der zweiten Motordrehkomponente befestigt ist und eine erste Anzahl (n) an Zahnradzähnen aufweist, die sich von einem Umfang desselben weg erstrecken, und ein drehbares Zahnrad enthalten, das mit der zweiten Motordrehkomponente gekoppelt ist und relativ zu dem drehfesten Zahnrad drehbar ist. Das drehbare Zahnrad kann eine zweite Anzahl (m) an Zahnradzähnen aufweisen, die sich von einem Umfang desselben weg erstrecken, wobei (m) größer als (n) ist. Die Anordnung mit verspannten Zahnrädern kann zusätzlich eine Mitnehmerscheibe, die relativ zu der zweiten Motordrehkomponente drehfest ist, und ein Vorspannelement mit einem ersten Ende, das relativ zu dem drehfesten Zahnrad axial befestigt ist, und einem zweiten Ende enthalten, das eine Axialkraft auf das drehbare Zahnrad und die Mitnehmerscheibe aufbringt. Das Verfahren kann ferner umfassen, dass eine Drehung zwischen den ersten und zweiten Motordrehkomponenten über ein Antriebselement übertragen wird, das mit der Anordnung mit verspannten Zahnrädern in Eingriff steht, und dass ein Eingriff zwischen dem Antriebselement und der Anordnung mit verspannten Zahnrädern aufrecht erhalten wird. Das Aufrechterhalten des Eingriffs kann umfassen, dass das drehbare Zahnrad und die Mitnehmerscheibe in einen Eingriff miteinander axial vorgespannt werden, und dass das Antriebselement das drehbare Zahnrad relativ zu dem drehfesten Zahnrad dreht, während eine Drehung der zweiten Motordrehkomponente angetrieben wird.
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Weitere Anwendungsgebiete ergeben sich aus der hier bereitgestellten Beschreibung. Die Beschreibung und spezielle Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur zur Veranschaulichung gedacht und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
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ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
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1 ist eine fragmentarische perspektivische Veranschaulichung einer Motoranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist eine fragmentarische schematische Veranschaulichung der Motoranordnung von 1;
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3 ist eine Draufsicht auf eine Anordnung mit verspannten Zahnrädern gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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4 ist eine fragmentarische Draufsicht auf die Anordnung mit verspannten Zahnrädern von 3, die mit einem weiteren Zahnrad in Eingriff steht;
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5 ist eine fragmentarische Draufsicht auf die Anordnung mit verspannten Zahnrädern von 3, die mit einer Antriebskette in Eingriff steht; und
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6 ist eine schematische Schnittansicht der Anordnung mit verspannten Zahnrädern von 3.
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Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen vollständiger beschrieben. Die folgende Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten einzuschränken.
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Mit Bezug nun auf 1 und 2 ist eine Motoranordnung 10 schematisch veranschaulicht. Die Motoranordnung 10 kann eine Motorstruktur 12 enthalten, die erste, zweite und dritte Motordrehkomponenten 14, 16, 18 drehbar lagert. Als Beispiel ohne Einschränkung kann die Motorstruktur 12 einen Motorblock oder einen Zylinderkopf enthalten. Die erste Motordrehkomponente 14 kann eine Kurbelwelle enthalten, die zweite Motordrehkomponente 16 kann eine Nockenwelle enthalten und die dritte Motordrehkomponente 18 kann eine Ausgleichswelle oder eine Antriebswelle einer Kraftstoffpumpe enthalten. Obwohl die vorliegende Offenbarung in Kombination mit einer Motorkonfiguration mit Nocken im Block (engl.: cam-in-block) veranschaulicht ist, versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung gleichermaßen für Konfigurationen mit obenliegenden Nocken zutrifft.
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Eine erste Zahnradanordnung 22 kann mit der ersten Motordrehkomponente 14 gekoppelt sein, zweite und dritte Zahnradanordnungen 24, 26 können mit der zweiten Motordrehkomponente 16 gekoppelt sein und eine vierte Zahnradanordnung 28 kann mit der dritten Motordrehkomponente 18 gekoppelt sein. Die erste Zahnradanordnung 22 kann durch die erste Motordrehkomponente 14 drehend angetrieben werden. Eine Antriebskette 30 kann mit der ersten und zweiten Zahnradanordnung 22, 24 in Eingriff stehen, um eine Drehung von der ersten Zahnradanordnung an die zweite Zahnradanordnung 24 zu übertragen und die weite Motordrehkomponente 16 anzutreiben.
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Die dritte Zahnradanordnung 26 kann mit der zweiten Motordrehkomponente 16 und der zweiten Zahnradanordnung 24 gedreht werden und kann mit der vierten Zahnradanordnung 28 in Eingriff stehen, um eine Drehung der dritten Motordrehkomponente 18 anzutreiben. Mit zusätzlichem Bezug auf 3 und 6 ist eine Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern veranschaulicht. Die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern kann in einer beliebigen der ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnradanordnungen 22, 24, 26, 28 enthalten sein.
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Die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern kann ein drehfestes Zahnrad 34, ein drehbares Zahnrad 36, eine Mitnehmerscheibe 38, ein Vorspannelement 40 und ein Anschlagelement 42 enthalten. Wie in 3 zu sehen ist, kann das drehfeste Zahnrad 34 eine erste Anzahl (n) an Zahnradzähnen 44 aufweisen, die sich von einem Umfang desselben weg erstrecken. Das drehbare Zahnrad 36 kann eine zweite Anzahl (m) an Zahnradzähnen 46 aufweisen, die sich von einem Umfang desselben weg erstrecken. Bei dem vorliegenden Beispiel ohne Einschränkung enthält das drehfeste Zahnrad 34 achtundfünfzig Zahnradzähne 44 (n = 58) und das drehbare Zahnrad 36 enthält neunundfünfzig Zahnradzähne 46 (m = 59). Daher kann die zweite Anzahl (m) an Zahnradzähnen 46 größer als die erste Anzahl (n) an Zahnradzähnen 44 sein und bei dem vorliegenden Beispiel ohne Einschränkung ist m = n + 1.
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Mit Bezug auf 6 kann das drehfeste Zahnrad 34 zur Drehung mit einer beliebigen der Motordrehkomponenten 14, 16, 18 befestigt sein. Die Mitnehmerscheibe 38 kann axial zwischen dem drehfesten Zahnrad 34 und dem drehbaren Zahnrad 36 angeordnet sein und kann relativ zu dem drehfesten Zahnrad 34 drehfest sein, und damit relativ zu derjenigen der Motordrehkomponenten 14, 16, 18, mit der das drehfeste Zahnrad 34 gekoppelt ist. Das Anschlagelement 42 kann relativ zu dem drehfesten Zahnrad 34 axial befestigt sein und das Vorspannelement 40 kann axial zwischen dem Anschlagelement 42 und dem drehbaren Zahnrad 36 angeordnet sein. Ein erstes Ende des Vorspannelements 40 kann an das Anschlagelement 42 angrenzen und ein zweites Ende des Vorspannelements 40 kann an das drehbare Zahnrad 36 angrenzen und eine axiale Kraft aufbringen, die das drehbare Zahnrad 36 und die Mitnehmerscheibe 38 in Eingriff miteinander vorspannt. Es kann eine Vielzahl von Vorspannelementen verwendet werden, die Wellenfedern und Tellerfedern enthält, aber nicht darauf begrenzt ist.
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Bei einem ersten Beispiel ohne Einschränkung, das in 4 zu sehen ist, kann die vierte Zahnradanordnung 28 die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern enthalten. Die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern kann von der dritten Zahnradanordnung 26 drehend angetrieben werden. Die dritte Zahnradanordnung 26 kann ein einzelnes Zahnrad enthalten, das zur Drehung mit der zweiten Motordrehkomponente 16 befestigt ist. Die dritte Zahnradanordnung 26 kann Zahnradzähne 48 enthalten, die sich von einem äußeren Umfang desselben weg erstrecken und mit Zahnradzähnen 44, 46 der Anordnung mit verspannten Zahnrädern in Eingriff stehen. Die dritte Zahnradanordnung 26 kann eine Drehung des drehbaren Zahnrads 36 relativ zu dem drehfesten Zahnrad 34 während eines Motorbetriebs antreiben. Insbesondere kann das drehbare Zahnrad 36 sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden. Das drehbare Zahnrad 36 kann relativ zu dem drehfesten Zahnrad 34 drehend angetrieben werden und kann mit einer Drehzahl gedreht werden, die größer als die Drehzahl des drehfesten Zahnrads 34 ist. Der Eingriff zwischen den Zahnradzähnen 44, 46, 48 kann einen Zahnradspielzustand begrenzen. Insbesondere können ein erster Zahnradzahn 44a des drehfesten Zahnrads 34 und ein erster Zahnradzahn 46a des drehbaren Zahnrads 36 zwischen benachbarten Zahnradzähnen 48a, 48b der dritten Zahnradanordnung 26 angeordnet sein. Der erste Zahnradzahn 44a kann an den ersten Zahnradzahn 48a angrenzen und der erste Zahnradzahn 46a kann an den zweiten Zahnradzahn 48b angrenzen, wodurch ein Zahnradspielzustand beseitigt wird.
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Bei dem Beispiel ohne Einschränkung von 4 wird die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern durch eine Drehung der dritten Zahnradanordnung 26 angetrieben. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung gleichermaßen auf Konfigurationen zutrifft, bei denen die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern das antreibende Zahnrad ist. Als ein Beispiel ohne Einschränkung kann die dritte Zahnradanordnung 26 die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern enthalten und die vierte Zahnradanordnung 28 drehend antreiben.
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Bei einem zweiten Beispiel ohne Einschränkung, das in 5 zu sehen ist, kann die zweite Zahnradanordnung 24 die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern enthalten. Die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern kann durch die Antriebskette 30 drehend angetrieben werden. Die Antriebskette 30 kann Gliederelemente 50 enthalten, die zwischen benachbarten Zahnradzähnen 44, 46 angeordnet sind. Der Eingriff zwischen den Gliederelementen 50 und den Zahnradzähnen 44, 46 kann ein Rasseln zwischen der Antriebskette 30 und der Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern begrenzen. Die Antriebskette 30 kann eine Drehung des drehbaren Zahnrads 36 relativ zu dem drehfesten Zahnrad 34 während eines Motorbetriebs antreiben. Insbesondere kann das drehbare Zahnrad 36 sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden.
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Bei dem Beispiel ohne Einschränkung von 5 wird die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern durch eine Drehung der Antriebskette 30 angetrieben. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung gleichermaßen auf Konfigurationen zutrifft, bei denen die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern die Antriebskette 30 antreibt. Als ein Beispiel ohne Einschränkung kann die erste Zahnradanordnung 22 die Anordnung 32 mit verspannten Zahnrädern enthalten und die Antriebskette 30 drehend antreiben.
