DE102015016718A1

DE102015016718A1 - Drive unit for a motor vehicle, in particular a motor vehicle

Info

Publication number: DE102015016718A1
Application number: DE102015016718.9A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Schlegel; Helmut Schäfer; Benjamin Haider; Joachim Stecher; Harald Zeizinger; Kristin Raschke; Wolfgang Krechberger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2016-08-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem wenigstens eine Welle (14) aufweisenden Antriebsmotor (12) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem über Welle (14) antreibbaren Zahnrad (34), welches zumindest eine aus einem Kunststoff gebildete Verzahnung (38) aufweist, und mit einem über das Zahnrad (34) antreibbaren Massenausgleich (24) zum Ausgleichen von bei dem Antriebsmotor (12) auftretenden Massenkräften, wobei das Zahnrad (34) einen mit der Verzahnung (38) verbundenen Grundkörper (40) aufweist, welcher aus einem anderen Werkstoff als die Verzahnung (38) gebildet ist.The invention relates to a drive unit (10) for a motor vehicle, comprising a drive motor (12) having at least one shaft (14) for driving the motor vehicle, having at least one shaft (14) and at least one of a plastic formed toothing (38), and with a via the gear (34) driven mass balance (24) for balancing occurring at the drive motor (12) inertial forces, wherein the gear (34) connected to the toothing (38) main body (40 ), which is formed of a different material than the toothing (38).

Description

Die Erfindung betrifft Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen und vorzugsweise einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a drive unit for a motor vehicle, in particular a motor vehicle and preferably a passenger car, according to the preamble of claim 1.

Ein solches Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, ist beispielsweise der DE 10 2004 012 347 A1 beziehungsweise der EP 1 723 352 B1 als bekannt zu entnehmen. Das Antriebsaggregat weist wenigstens einen Antriebsmotor mit wenigstens einer Welle auf, wobei das Kraftfahrzeug mittels des Antriebsmotors antreibbar ist. Beispielsweise ist der Antriebsmotor als Hubkolbenmaschine, insbesondere als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, ausgebildet, wobei die Welle beispielsweise eine Abtriebswelle, insbesondere eine Kurbelwelle, ist. Das Antriebsaggregat umfasst ferner wenigstens ein über die Welle antreibbares Zahnrad, welches zumindest eine aus einem Kunststoff gebildete Verzahnung aufweist. Des Weiteren umfasst das Antriebsaggregat einen über das Zahnrad antreibbaren Massenausgleich zum Ausgleichen von bei dem Antriebsmotor auftretenden Massenkräften.Such a drive unit for a motor vehicle, in particular a motor vehicle, is for example the DE 10 2004 012 347 A1 or the EP 1 723 352 B1 to be known as known. The drive unit has at least one drive motor with at least one shaft, wherein the motor vehicle is drivable by means of the drive motor. For example, the drive motor is designed as a reciprocating piston engine, in particular as a reciprocating internal combustion engine, wherein the shaft is, for example, an output shaft, in particular a crankshaft. The drive unit further comprises at least one drivable via the shaft gear, which has at least one toothing formed of a plastic. Furthermore, the drive unit comprises a mass compensation which can be driven via the gear wheel for compensating mass forces occurring in the drive motor.

Außerdem offenbart DE 101 19 235 A1 ein Kunststoffzahnrad, welches einen aus einem ersten Kunstharz bestehenden Hauptkörperabschnitt und einen gezahnten Abschnitt aufweist, der eine Vielzahl von Zähnen aufweist und aus einem zweiten Kunstharz besteht. Dabei entsprechen das erste Kunstharz und das zweite Kunstharz hinsichtlich der Zusammensetzung einander, abgesehen davon, dass das erste Kunstharz ferner Verstärkungsfasern enthält.Also revealed DE 101 19 235 A1 a plastic gear having a main body portion made of a first resin and a toothed portion having a plurality of teeth and made of a second synthetic resin. Incidentally, the first synthetic resin and the second synthetic resin are the same in composition except that the first synthetic resin further contains reinforcing fibers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Antriebsaggregat der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Gewicht und die Kosten des Antriebsaggregats besonders gering gehalten werden können.Object of the present invention is to develop a drive unit of the type mentioned in such a way that the weight and cost of the drive unit can be kept very low.

Diese Aufgabe wird durch ein Antriebsaggregat mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a drive unit having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Antriebsaggregat der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Kosten und das Gewicht des Antriebsaggregats besonders gering gehalten werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Zahnrad einen mit der Verzahnung verbundenen Grundkörper aufweist, welcher aus einem anderen Werkstoff als die Verzahnung gebildet ist. Mit anderen Worten sind die Verzahnung und der Grundkörper aus voneinander unterschiedlichen Werkstoffen gebildet, wobei die Verzahnung aus einem Kunststoff gebildet ist.To further develop a drive unit specified in the preamble of claim 1 type such that the cost and weight of the drive unit can be kept particularly low, it is inventively provided that the gear has a base connected to the toothing, which is made of a different material than the toothing is formed. In other words, the toothing and the base body are formed from mutually different materials, wherein the toothing is formed from a plastic.

Das Zahnrad ist beispielsweise Bestandteil einer Antriebseinrichtung, über welche der beispielsweise als Lanchester-Massenausgleich ausgebildete Massenausgleich von der Welle des Antriebsmotors antreibbar ist. Dabei umfasst die Antriebseinrichtung beispielsweise das Zahnrad mit der aus einem Kunststoff gebildeten Verzahnung sowie wenigstens ein weiteres Zahnrad, welches beispielsweise eine aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Stahl, gebildete weitere Verzahnung aufweist. Dabei kann vorgesehen sein, dass das erste Zahnrad mit dem weiteren Zahnrad in Eingriff steht, sodass die Verzahnung des ersten Zahnrads mit der weiteren Verzahnung in Eingriff steht. Da nun die Verzahnung des ersten Zahnrads aus einem Kunststoff gebildet ist, kann zudem ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten, das heißt eine besonders vorteilhafte Akustik des Antriebsaggregats realisiert werden. Darüber hinaus ist es möglich, eine besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Montage des erfindungsgemäßen Antriebsaggregats darzustellen.The gear is, for example, part of a drive device, via which, for example, designed as Lanchester mass balance mass balance of the shaft of the drive motor is driven. In this case, the drive device comprises, for example, the toothed wheel with the toothing formed from a plastic and at least one further toothed wheel, which has, for example, a further toothing formed from a metallic material, in particular from a steel. It can be provided that the first gear is in engagement with the other gear, so that the teeth of the first gear is in engagement with the other teeth. Since now the toothing of the first gear is formed of a plastic, also a particularly advantageous noise behavior, that is, a particularly advantageous acoustics of the drive unit can be realized. In addition, it is possible to present a particularly simple and thus time and cost assembly of the drive unit according to the invention.

Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei der Verwendung von Zahnradpaarungen aus Stahl und Kunststoff die Verwendung eines Kunststoffzahnrads als reines Maschinenelement für den Zweck des Antriebs des Massenausgleichs nicht rentabel ist. Erst durch eine geschickte Kombination von Werkstoffen können die Vorteile von Zahnradpaarungen aus Stahl und Kunststoff voll ausgeschöpft werden. Insbesondere ist es möglich, durch eine geschickte Kombination von Werkstoffen, Füllmaterialien und Integration von weiteren Funktionen einen erheblichen Mehrwert zu schaffen.The invention is based in particular on the finding that when using steel and plastic gear pairings, the use of a plastic gear wheel as a pure machine element for the purpose of driving the mass balance is not profitable. Only through a clever combination of materials can the advantages of gear pairings made of steel and plastic be fully exploited. In particular, it is possible to create a considerable added value through a clever combination of materials, filling materials and integration of other functions.

Die zuvor genannte Zahnradpaarung aus Stahl und Kunststoff ist beispielsweise durch die beschriebenen Zahnräder realisierbar, da die Verzahnung des ersten Zahnrads aus einem Kunststoff und die Verzahnung des weiteren Zahnrads aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl, gebildet ist. Somit ist das weitere Zahnrad beispielsweise als Metallzahnrad, insbesondere als Stahlzahnrad, ausgebildet.The above-mentioned gear pair of steel and plastic can be realized for example by the described gears, since the teeth of the first gear made of a plastic and the teeth of the other gear of a metallic material, in particular steel, is formed. Thus, the further gear, for example, as a metal gear, especially as a steel gear formed.

Da ferner die Verzahnung und der Grundkörper des ersten Zahnrads aus voneinander unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind, kann eine besonders hohe Robustheit des beispielsweise als Kunststoffzahnrad ausgebildeten ersten Zahnrads realisiert werden, sodass auch hohe Drehmomente über eine hohe Betriebsdauer über das erste Zahnrad übertragen werden können.Further, since the toothing and the main body of the first gear are formed of mutually different materials, a particularly high robustness of the example designed as a plastic gear first gear can be realized, so that high torques can be transmitted over a long service life on the first gear.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred Embodiment and with reference to the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Seitenansicht eines Antriebsaggregats für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, mit einem Massenausgleich, welcher über ein Zahnrad antreibbar ist, das eine Verzahnung aus Kunststoff und einen mit der Verzahnung verbundenen Grundkörper aufweist, der aus einem anderen Werkstoff als die Verzahnung gebildet ist.The drawing shows in the single FIGURE is a schematic side view of a drive assembly for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, with a mass balance, which is driven by a gear having a toothing of plastic and connected to the toothing body, which consists of a material other than the toothing is formed.

Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Das Antriebsaggregat 10 umfasst einen Antriebsmotor 12, mittels welchem das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Der Antriebsmotor 12 ist vorliegend als Hubkolbenmaschine, insbesondere als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, ausgebildet und weißt eine Mehrzahl von in der Fig. nicht näher dargestellten Brennräumen auf, welche als Zylinder ausgebildet sind. Beispielsweise ist der Antriebsmotor 12 als Reinmotor ausgebildet, wobei der Antriebsmotor 12 beispielsweise als Vier-Takt-Verbrennungsmotor ausgebildet ist.The single FIGURE shows in a schematic side view as a whole with 10 designated drive unit for a motor vehicle, in particular a motor vehicle such as a passenger car. The drive unit 10 includes a drive motor 12 , by means of which the motor vehicle is drivable. The drive motor 12 is presently designed as a reciprocating engine, in particular as a reciprocating internal combustion engine, and know a plurality of combustion chambers, not shown in detail in the figure, which are formed as a cylinder. For example, the drive motor 12 designed as a pure motor, wherein the drive motor 12 For example, is designed as a four-stroke internal combustion engine.

In den Zylindern ist jeweils ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Ferner umfasst der Antriebsmotor 12 wenigstens eine Welle, welche vorliegend als Kurbelwelle 14 ausgebildet ist. Die Kurbelwelle 14 ist eine Abtriebswelle, über welche der Antriebsmotor 12 Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellt. Der Antriebsmotor 12 umfasst beispielsweise ein in der Fig. besonders schematisch dargestelltes Gehäuseelement in Form eines Kurbelgehäuses 16, an welchem die Kurbelwelle 14 um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse 16 drehbar gelagert ist. Hierzu ist ein im Ganzen mit 18 bezeichnete Lagerung vorgesehen, mittels welcher die Kurbelwelle 14 drehbar an dem Kurbelgehäuse 16 gelagert ist. Dabei umfasst die Lagerung 18 eine Mehrzahl von Lagerstellen 20, welche in axialer Richtung der Kurbelwelle 14 aufeinanderfolgend angeordnet sind.In each case a piston is received translationally movable in the cylinders. Furthermore, the drive motor comprises 12 at least one shaft, which is present as a crankshaft 14 is trained. The crankshaft 14 is an output shaft through which the drive motor 12 Torques for driving the motor vehicle provides. The drive motor 12 comprises, for example, a housing element in the form of a crankcase, which is shown particularly schematically in the figure 16 on which the crankshaft 14 about an axis of rotation relative to the crankcase 16 is rotatably mounted. This is a whole with 18 designated storage provided by means of which the crankshaft 14 rotatable on the crankcase 16 is stored. This includes storage 18 a plurality of bearings 20 , which in the axial direction of the crankshaft 14 are arranged consecutively.

Ferner umfasst die Kurbelwelle 14 eine Mehrzahl von Hubzapfen 22, welche bezogen auf die Drehachse der Kurbelwelle 14 exzentrisch angeordnet sind. Die Kolben sind über jeweilige Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle 14 verbunden, indem die Pleuel einerseits gelenkig mit den jeweiligen Kolben verbunden und andererseits drehbar an den jeweiligen Hubzapfen 22 gelagert sind. Infolge dieser gelenkigen Kopplung können die translatorischen Bewegungen der Kolben in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle 14 um ihre Drehachse umgewandelt werden.Furthermore, the crankshaft includes 14 a plurality of crank pins 22 which relate to the axis of rotation of the crankshaft 14 are arranged eccentrically. The pistons are articulated via respective connecting rods with the crankshaft 14 connected by the connecting rods on the one hand hingedly connected to the respective pistons and on the other hand rotatably connected to the respective crank pin 22 are stored. As a result of this articulated coupling, the translational movements of the pistons in a rotational movement of the crankshaft 14 be converted around its axis of rotation.

Das Antriebsaggregat 10 umfasst ferner einen vorliegend als Lanchester-Massenausgleich ausgebildeten Massenausgleich 24, welcher in der Fig. äußerst schematisch dargestellt ist. Der Massenausgleich 24 umfasst wenigstens eine Ausgleichswelle 26 mit Ausgleichsgewichten 28. Die Ausgleichswelle 26 ist beispielsweise um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse drehbar und dabei beispielsweise an dem Kurbelgehäuse gelagert. Dabei sind die Ausgleichsgewichte 28 mit der Ausgleichswelle 26 um deren Drehachse mitdrehbar. Da der Massenausgleich 24 über das Zahnrad 34 antreibbar ist, wird das Zahnrad 34 auch als Antriebsrad bezeichnet. Da ferner der Massenausgleich 24 beispielsweise als Lanchester-Ausgleich beziehungsweise als Lanchester-Massenausgleich ausgebildet ist, wird das Zahnrad 34 auch als Lanchester-Antriebsrad bezeichnet.The drive unit 10 further includes a mass balance formed herein as Lanchester mass balance 24 which is shown very schematically in the figure. The mass balance 24 comprises at least one balance shaft 26 with balance weights 28 , The balance shaft 26 is, for example, rotatable about an axis of rotation relative to the crankcase and thereby for example mounted on the crankcase. Here are the balance weights 28 with the balance shaft 26 rotatable about its axis of rotation. Because the mass balance 24 over the gear 34 is drivable, the gear becomes 34 also referred to as drive wheel. Further, as the mass balance 24 is designed for example as Lanchester compensation or as Lanchester mass balance, the gear 34 Also referred to as Lanchester drive wheel.

Ferner umfasst das Antriebsaggregat 10 eine Antriebseinrichtung 30, über welche der Massenausgleich 24, insbesondere die Ausgleichswelle 26, von dem Antriebsmotor 12, insbesondere von der Kurbelwelle 14 antreibbar ist. Hierzu umfasst die Antriebseinrichtung 30 ein erstes Zahnrad 32, welches drehfest mit der Kurbelwelle 14 verbunden und somit von der Kurbelwelle 14, antreibbar ist. Ferner umfasst die Antriebseinrichtung 30 ein zweites Zahnrad 34, welches drehfest mit der Ausgleichswelle 26 verbunden und von dem ersten Zahnrad 32 antreibbar ist. Hierzu steht das Zahnrad 34 in Eingriff mit dem Zahnrad 32, sodass die Ausgleichswelle 26 und somit der Massenausgleich 24 insgesamt über die Zahnräder 32 und 42 von der Kurbelwelle 14 und somit von dem Verbrennungsmotor 12 antreibbar sind. Dadurch können bei dem Antriebsmotor 12, insbesondere bei dessen Betrieb, auftretende Massenkräfte mittels des Massenausgleichs 24 zumindest teilweise ausgeglichen werden. Insbesondere ist der Lanchester-Massenausgleich dazu ausgebildet, freie Massenkräfte zweiter Ordnung zu beseitigen, die bei dem Antriebsmotor 12, insbesondere bei dessen Betrieb, auftreten.Furthermore, the drive unit includes 10 a drive device 30 about which the mass balance 24 , in particular the balance shaft 26 , from the drive motor 12 , in particular of the crankshaft 14 is drivable. For this purpose, the drive device comprises 30 a first gear 32 , which rotatably with the crankshaft 14 connected and thus from the crankshaft 14 , is drivable. Furthermore, the drive device comprises 30 a second gear 34 , which rotatably with the balance shaft 26 connected and from the first gear 32 is drivable. This is the gear 34 in engagement with the gear 32 so that the balance shaft 26 and thus the mass balance 24 in total about the gears 32 and 42 from the crankshaft 14 and thus of the internal combustion engine 12 are drivable. As a result, in the drive motor 12 , In particular, during its operation, occurring mass forces by means of mass balance 24 be at least partially offset. In particular, the Lanchester mass balance is designed to eliminate free second order inertial forces associated with the drive motor 12 , especially during its operation occur.

Vorliegend ist das Zahnrad 32 als Stahlzahnrad ausgebildet, wobei das Zahnrad 32 eine in der Fig. besonders schematisch dargestellte und aus einem Stahl gebildete Verzahnung 36 aufweist. Das Zahnrad 34 hingegen weist eine Verzahnung 38 auf, welche aus einem Kunststoff gebildet ist. Dabei greift die Verzahnung 38 in die Verzahnung 36 ein, sodass Drehmomente zum Antreiben des Massenausgleichs 24 von dem Zahnrad 32 auf das Zahnrad 34 übertragen werden können.The present is the gear 32 designed as a steel gear, wherein the gear 32 a particularly schematically illustrated in Fig. And formed of a steel toothing 36 having. The gear 34 on the other hand, there is a gearing 38 on, which is formed of a plastic. The teeth are engaged 38 into the gearing 36 a, so torques for driving the mass balance 24 from the gear 32 on the gear 34 can be transmitted.

Um nun das Gewicht und die Kosten des Antriebsaggregats 10 besonders gering zu halten, weist das Zahnrad 34 einen mit der Verzahnung 38 verbundenen Grundkörper 40 auf, welcher aus einem anderen Werkstoff als die Verzahnung 38 gebildet ist. Dies bedeutet, dass die Verzahnung 38 und der Grundkörper 40 aus voneinander unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind. Insbesondere ist es möglich, dass der Werkstoff, aus welchem der Grundkörper 40 gebildet ist, ein von dem Kunststoff, aus welchem die Verzahnung 38 gebildet ist, unterschiedlicher Kunststoff ist. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass die Verzahnung 38 und der Grundkörper 40 aus jeweiligen, voneinander unterschiedlichen Kunststoffen gebildet sind, sodass das Zahnrad 34 als so genanntes Kunststoffrad oder Kunststoffzahnrad ausgebildet ist. Das vorliegend als Stahlzahnrad ausgebildete Zahnrad 34 ist auf der Kurbelwelle 14 angeordnet und mit der Kurbelwelle 13 verbunden und greift in das beispielsweise als Kunststoffrad ausgebildete Zahnrad 34 ein, welches die Ausgleichswelle 26 antreibt.Now to the weight and the cost of the drive unit 10 To keep particularly low, has the gear 34 one with the teeth 38 connected basic body 40 on, which made of a different material than the toothing 38 is formed. This means that the gearing 38 and the main body 40 are formed from different materials. In particular, it is possible that the material from which the base body 40 is formed, one of the plastic from which the teeth 38 is formed, different plastic is. In other words, it can be provided that the toothing 38 and the main body 40 are formed of respective, different plastics, so that the gear 34 is designed as a so-called plastic or plastic gear. The present designed as a steel gear wheel 34 is on the crankshaft 14 arranged and with the crankshaft 13 connected and engages in the example formed as a plastic wheel gear 34 one which the balance shaft 26 drives.

Bei einer alternativen, in der Fig. nicht gezeigten Ausführungsform ist es denkbar, dass anstelle des Zahnrads 34 ein in der Fig. nicht dargestelltes drittes Zahnrad drehfest mit der Ausgleichswelle 26 verbunden ist, wobei das dritte Zahnrad eine aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl, gebildete dritte Verzahnung aufweist. Somit ist das dritte Zahnrad beispielsweise als Stahlzahnrad ausgebildet, sodass die Ausgleichswelle 26 über das dritte Zahnrad und das Zahnrad 32 antreibbar ist. Dabei steht das dritte Zahnrad jedoch nicht in Eingriff mit dem Zahnrad 32, sondern bei dieser in der Fig. nicht gezeigten Ausführungsform ist das beispielsweise als Kunststoffrad ausgebildete Zahnrad 34 beispielsweise ein Zwischenrad zur Drehrichtungsänderung, wobei dieses Zwischenrad mit dem Zahnrad 32 und mit dem dritten Zahnrad in Eingriff steht. Somit ist das dritte Zahnrad über das Zwischenrad und das Zahnrad 32 von der Kurbelwelle 14 antreibbar, sodass die Ausgleichswelle 26 und somit der Massenausgleich 24 über das dritte Zahnrad, das Zwischenrad und das Zahnrad 32 von der Kurbelwelle 14 antreibbar sind. Der Grundkörper 40 wird auch als Radkörper bezeichnet und stellt beispielsweise eine Nabe bereit, in welcher zumindest ein Längenbereich der Ausgleichswelle 26 angeordnet ist.In an alternative embodiment, not shown in the figure, it is conceivable that instead of the gear 34 a third gear, not shown in the Fig. Rotationally fixed to the balance shaft 26 is connected, wherein the third gear has a formed of a metallic material, in particular of steel, third toothing. Thus, the third gear, for example, designed as a steel gear, so that the balance shaft 26 over the third gear and the gear 32 is drivable. However, the third gear is not engaged with the gear 32 but in this embodiment, not shown in the Fig., Which is designed for example as a plastic wheel gear 34 For example, an intermediate gear for changing the direction of rotation, this intermediate gear with the gear 32 and engaged with the third gear. Thus, the third gear is about the intermediate gear and the gear 32 from the crankshaft 14 drivable so that the balancer shaft 26 and thus the mass balance 24 about the third gear, the intermediate gear and the gear 32 from the crankshaft 14 are drivable. The main body 40 is also referred to as a wheel body and provides, for example, a hub, in which at least a length range of the balance shaft 26 is arranged.

Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Verzahnung 38 aus Polyetheretherketon (PEEK) oder alternativ aus einem Hochleistungsthermoplast (High-Performance Thermoplast) gebildet ist, wobei vorzugsweise der Radkörper (Grundkörper 40) aus einem gegenüber dem Kunststoff der Verzahnung 38 anderen Polymerfüllmaterial ausgeführt ist. Die Verbindung der Verzahnung 38 mit dem Radkörper ist beispielsweise durch ein Mehrphasengemisch gebildet, welches auch als Polymerblend bezeichnet wird. Insbesondere ist es möglich, dass das beispielsweise als Kunststoffzahnrad ausgebildete Zahnrad 34 mittels eines Spritzgießverfahrens, Spritzprägeverfahrens oder Pressverfahrens hergestellt ist. Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Verzahnung 38 aus einem Duroplast und der Radkörper aus einem Thermoplast gebildet ist.For example, it is provided that the teeth 38 made of polyetheretherketone (PEEK) or alternatively of a high-performance thermoplastic (high-performance thermoplastic) is formed, wherein preferably the wheel body (body 40 ) from one opposite the plastic of the toothing 38 other polymer filling material is executed. The connection of the teeth 38 with the wheel body is formed for example by a multi-phase mixture, which is also referred to as a polymer blend. In particular, it is possible that the gear formed for example as a plastic gear 34 is produced by means of an injection molding process, injection compression molding or pressing process. As further particularly advantageous, it has been shown when the teeth 38 made of a thermoset and the wheel body is made of a thermoplastic.

Insbesondere ist es möglich, dass die Verzahnung 38 durch einen Zahnkranz gebildet ist, welcher mit dem Grundkörper 40, insbesondere drehfest und in axialer Richtung, verbunden ist. Dabei kann vorgesehen sein, die Verzahnung 38 beziehungsweise den Zahnkranz unabhängig vom Grundkörper 40 herzustellen und die Verzahnung 38 beziehungsweise den Zahnkranz sowie den Grundkörper 40 als jeweils vorgefertigte beziehungsweise hergestellte Bauteile bereitzustellen, wobei diese Bauteile nach ihrer jeweiligen Herstellung miteinander verbunden werden. Bei einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper 40 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, gebildet ist.In particular, it is possible that the gearing 38 is formed by a sprocket, which with the main body 40 , in particular rotationally fixed and in the axial direction, is connected. It can be provided, the teeth 38 or the ring gear regardless of the main body 40 produce and the gearing 38 or the sprocket and the main body 40 to provide each as prefabricated or manufactured components, these components are connected to each other after their respective production. In a further embodiment it can be provided that the basic body 40 is formed of a metallic material, in particular steel.

Die Verzahnung 38 weist beispielsweise eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Zahnrads 34 aufeinanderfolgenden Zähnen auf, deren jeweilige Zahnoberfläche beispielsweise durch eine Beschichtung gebildet ist. Dabei ist es möglich, dass das Zahnrad 34 in allen möglichen Kombinationen von Radkörper und Zahnkranz und/oder Zahnoberfläche aus gefüllten und ungefüllten Thermoplasten und Duroplasten hergestellt sein kann. Beispielsweise ist der Zahnkranz mit einem kugelförmigen Füllstoff gefüllt, damit keine scharfkantigen Füllstoffe an der Oberfläche der Zahneingrifffläche freigelegt werden. Die Einbringung des Füllstoffes in einen Fertigungsprozess erfolgt beispielsweise derart, dass der Füllstoff, insbesondere dessen Kugeln, nicht an der Oberfläche vorliegen. Ferner ist denkbar, dass das Zahnrad 34 durch eine gezielte Einbringung von Fasern und/oder Partikeln in den Werkstoff signifikante Eigenschaftsverbesserungen aufzeigt. Insbesondere ist es denkbar, dass der Kunststoff, aus welchem die Verzahnung 38 und/oder der Grundkörper 40 gebildet ist, ein faserverstärkter Kunststoff ist und somit in den Kunststoff eingebettete Verstärkungsfasern aufweist.The gearing 38 For example, has a plurality of circumferentially of the gear 34 successive teeth whose respective tooth surface is formed for example by a coating. It is possible that the gear 34 can be made of filled and unfilled thermoplastics and thermosets in all possible combinations of wheel body and sprocket and / or tooth surface. For example, the sprocket is filled with a spherical filler so that no sharp-edged fillers are exposed on the surface of the tooth mesh surface. The introduction of the filler into a production process takes place, for example, such that the filler, in particular its balls, are not present on the surface. It is also conceivable that the gear 34 by a specific introduction of fibers and / or particles in the material significant property improvements shows. In particular, it is conceivable that the plastic from which the teeth 38 and / or the main body 40 is formed, a fiber reinforced plastic and thus has embedded in the plastic reinforcing fibers.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein elektromagnetischer Signalgeber in das Zahnrad 34 integriert ist. Bei diesem elektromagnetischen Signalgeber kann es sich beispielsweise um einen Hall-Sensor handeln. Mittels des elektromagnetischen Signalgebers sind beispielsweise Drehstellungen des Zahnrads 34 erfassbar. Ferner ist es möglich, dass das Zahnrad 34 direkt auf eine Lagerung beziehungsweise die Ausgleichswelle 26 aufgebracht ist.Another embodiment is characterized in that at least one electromagnetic signal transmitter in the gear 34 is integrated. This electromagnetic signal transmitter may be, for example, a Hall sensor. By means of the electromagnetic signal transmitter, for example, rotational positions of the gear 34 detectable. It is also possible that the gear 34 directly on a bearing or the balance shaft 26 is applied.

Ist der Grundkörper 40 beispielsweise aus einem Stahl beziehungsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet, so erfolgt beispielsweise die Verbindung zwischen dem Kunststoff der Verzahnung 38 und dem Stahl des Grundkörpers 40 durch Schrumpfen des Kunststoffes ähnlich eines Shape-Memory-Effekts zustande. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Zahnbreite über den Umfang des Zahnrads 34 variiert, um dadurch beispielsweise Lastspitzen ausgleichen zu können.Is the basic body 40 formed for example from a steel or a metallic material, so for example, the connection between the plastic of the toothing 38 and the steel of the body 40 by shrinking the plastic similar to a shape memory effect. Furthermore, it can be provided that the tooth width over the circumference of the gear 34 varies in order to compensate, for example, load peaks.

Insbesondere wenn der Grundkörper 40 aus einem Kunststoff gebildet ist, kann vorzugsweise eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper 40 und der Ausgleichswelle 26 vorgesehen sein. Diese formschlüssige Verbindung wird beispielsweise durch eine Hirthverzahnung realisiert, welche auf das Zahnrad 34, insbesondere den Grundkörper 40, gespritzt sein kann.Especially if the main body 40 is formed of a plastic, preferably a positive connection between the body 40 and the balance shaft 26 be provided. This positive connection is realized for example by a Hirth toothing, which on the gear 34 , in particular the basic body 40 , can be sprayed.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das Zahnrad 34 zusätzlich als Ölzentrifuge zur Entlüftung des Kurbelgehäuses ausgeführt ist. Ist beispielsweise bei dem Zahnrad 34 eine Stahl-Kunststoff-Verbindung vorgesehen, sodass die Verzahnung 38 aus einem Kunststoff und der Grundkörper 40 aus Stahl gebildet ist, so kann das Zahnrad 34 einem mechanischen Aufrauprozess unterzogen sein. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Zahnrad 34 als Kaltfließpressteil ausgeführt ist.Alternatively or additionally, it is possible that the gear 34 additionally designed as an oil centrifuge for venting the crankcase. Is for example the gear 34 a steel-plastic connection provided so that the teeth 38 made of a plastic and the main body 40 Made of steel, so can the gear 34 be subjected to a mechanical Aufrauprozess. Alternatively or additionally, it is conceivable that the gear 34 is designed as a cold extruded part.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Antriebsaggregatpower unit
1212: Antriebsmotordrive motor
1414: Kurbelwellecrankshaft
1616: Kurbelgehäusecrankcase
1818: Lagerungstorage
2020: Lagerstelledepository
2222: Hubzapfencrank pins
2424: Massenausgleichmass balance
2626: Ausgleichswellebalancer shaft
2828: Ausgleichsgewichtcounterweight
3030: Antriebseinrichtungdriving means
3232: Zahnradgear
3434: Zahnradgear
3636: Verzahnunggearing
3838: Verzahnunggearing
4040: Grundkörperbody

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004012347 A1 [0002]
EP 1723352 B1 [0002]
DE 10119235 A1 [0003]

Claims

Drive unit ( 10 ) for a motor vehicle, with at least one shaft ( 14 ) having drive motor ( 12 ) for driving the motor vehicle, with at least one over shaft ( 14 ) drivable gear ( 34 ), which at least one toothing formed from a plastic ( 38 ), and with a via the gear ( 34 ) drivable mass balance ( 24 ) for balancing with the drive motor ( 12 ) occurring mass forces, characterized in that the gear ( 34 ) one with the toothing ( 38 ) connected body ( 40 ), which consists of a different material than the toothing ( 38 ) is formed.

Drive unit ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the plastic from which the toothing ( 38 ), is a fiber reinforced plastic.

Drive unit ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the material from which the basic body ( 40 ) is formed, one of the plastic from which the toothing ( 38 ) is formed, different plastic.

Drive unit ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the plastic from which the toothing ( 38 ) is formed, a thermosetting plastic, wherein the plastic, from which the basic body ( 40 ) is a thermoplastic.

Drive unit ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the material from which the basic body ( 40 ) is formed, a metallic material, in particular a steel is.