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Die Erfindung betrifft ein Kettenrad, umfassend einen Zahnkranz, der dazu vorgesehen ist, mit einer Kette im Eingriff zu stehen, wobei das Kettenrad zwei elastisch verformbare Dämpfungsringe zur Dämpfung von Kettengeräuschen aufweist. Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf Kettentriebe mit Rollen- oder Hülsenketten für Fahrzeuge, vorzugsweise für Steuer- und Nebentriebe von Antriebsmaschinen.
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Allgemein ist bekannt, dass eine Kette an einem Kettenrad aufgrund des Polygoneffekts zwangsläufig Kettengeräuschen erzeugt. Dabei kann die Kette auf dem Kettenrad nicht kreisrund auf- und ablaufen, wobei die Kette entsprechend dem Durchmesser des Kettenrades sowie der Größe der Kettenlaschen in Form eines Polygons aufgewickelt wird.
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Aus der
DE 199 29 667 C1 geht ein Kettenrad mit einem zumindest auf einer Seite neben einem Zahnkranz angeordneten, elastisch verformbaren Dämpfungsring für einen Überdeckungskontakt mit Laschen einer Kette hervor. Der Dämpfungsring weist auf seinem Innenumfang ein wellenförmiges Profil mit Wellenbergen und Wellentäler auf, wobei die Wellenberge Abstützbereiche am Kettenrad und die Wellentäler Einfederbereiche des Dämpfungsrings definieren. Ferner ist der Dämpfungsring aus einem Kunststoff ausgebildet und auf einer Zylindermantelfläche angeordnet, die als Abstützung für die Wellenberge vorgesehen ist.
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Die
DE 20 2004 004 293 U1 zeigt einen Dämpfungsring für ein Kettenrad. Im Betrieb kann eine Kette mit dem axial neben dem Zahnkranz angeordneten Dämpfungsring in Kontakt kommen. Der Dämpfungsring weist einen Außenring hoher Festigkeit auf und innere Elemente, die elastisch sind. Auf diese Weise soll ein beständiger Dämpfungsring bereitgestellt werden können.
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Ein weiterer Dämpfungsring ist in der
DE 11 2011 101 739 T5 gezeigt. Das Kettenrad weist am Zahnkranz mittig eine Nut auf. In die Nut sind zwei Drahtringe eingelegt, wobei der innere Drahtring eine Wellenform und der äußere Drahtring eine Kreisform aufweist.
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Auch die
DE 298 04 259 U1 zeigt ein Kettenrad mit Dämpfkranz für einen Überdeckungskontakt mit Laschen einer Kette. Der Dämpfkranz ist axial neben dem Zahnkranz angeordnet und weist radial nach außen abstehende Federelemente auf.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Kettenrad mit Dämpfungsringen weiterzuentwickeln, und insbesondere die Verschleißfestigkeit und das Dämpfungsvermögen der Dämpfungsringe zu erhöhen.
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Das erfindungsgemäße Kettenrad umfasst einen Zahnkranz, der dazu vorgesehen ist, mit einer Kette im Eingriff zu stehen, wobei auf beiden Seiten des Zahnkranzes eine sich axial von jeder Stirnseite des Zahnkranzes aus erstreckende Schulter ausgebildet ist, wobei die jeweilige Schulter dazu vorgesehen ist, einen jeweiligen elastisch verformbaren Dämpfungsring zur Dämpfung von Kettengeräuschen radial aufzunehmen, wobei die beiden Dämpfungsringe eine Vielzahl gleichmäßig über den Umfang verteilte axiale Ausnehmungen aufweisen, wobei der jeweilige Dämpfungsring an einem Außenumfang eine Vielzahl von radialen Erhebungen aufweist, und wobei die jeweilige Ausnehmung radial zwischen der jeweiligen Erhebung und einem Innenumfang des jeweiligen Dämpfungsrings ausgebildet ist, sodass radial zwischen der jeweilige Ausnehmung und dem Außenumfang des jeweiligen Dämpfungsrings ein biegsamer Balken ausgebildet ist.
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Mit anderen Worten ist der jeweilige Dämpfungsring mit dem Innenumfang an der jeweiligen Schulter angeordnet, wobei die Kette bei einem Zahneingriff am Außenumfang des jeweiligen Dämpfungsrings zur Anlage kommt. Damit die Kette, insbesondere die Laschen der Kette nicht an den Schultern anschlagen und dadurch Kettengeräusche generieren, sind die beiden Dämpfungsringe an den Schultern vorgesehen.
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Die elastische Verformung der Dämpfungsringe ist zum Einen dem elastischen Material, aus dem die Dämpfungsringe bestehen, geschuldet. Zum Anderen wird jedoch ein Großteil der elastischen Verformung von den biegsamen Balken realisiert. Zur Bildung des jeweiligen Balkens, ist eine axiale Ausnehmung radial innen an einer radialen Erhebung vorgesehen. Mithin sind die radialen Erhebungen nicht aus Vollmaterial ausgebildet, sondern durch die axialen Ausnehmungen ausgehöhlt. Zwischen zwei tangential benachbarten Ausnehmungen ist jedoch Vollmaterial vorgesehen.
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Mittels der biegsamen Balken wird die Federcharakteristik der Dämpfungsringe, insbesondere der jeweiligen Erhebung an den Dämpfungsringen flacher eingestellt. Mithin können die Kettengeräusche stärker gedämpft werden. Somit wird ein größerer Federweg ermöglicht, da der Balken bei Belastung aufgrund der radial darunter angeordneten Ausnehmung zumindest in radialer Richtung nachgeben kann. Ferner wird dadurch eine Überbelastung des Materials durch eine zu hohe spezifische Energie bzw. durch eine zu starke Kompensation bei Belastung verhindert, wobei dadurch auch ein Verschleiß der Dämpfungsringe gesenkt wird.
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Das Dämpfungsvermögen des jeweiligen Dämpfungsrings wird im Wesentlichen durch das Material und die Formgebung der jeweiligen Ausnehmung bestimmt. Je größer die jeweilige Ausnehmung ist, umso dünner ist der jeweilige Balken und umso geringer ist seine Steifigkeit bzw. Biegefestigkeit, wodurch das Dämpfungsvermögen des jeweiligen Dämpfungsrings erhöht wird.
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Die Erhebungen können unterschiedliche Geometrien aufweisen. Bevorzugt sind die Erhebungen zumindest abgerundet oder elliptisch ausgebildet. Ferner können auch die Ausnehmungen unterschiedliche Geometrien aufweisen. Bevorzugt weisen die Ausnehmungen eine kreisrunde oder elliptische Querschnittfläche auf. Insbesondere sind die Ausnehmungen axial über die gesamte Breite des jeweiligen Dämpfungsrings ausgebildet.
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Insbesondere ist der jeweilige Dämpfungsring drehfest mit der jeweiligen Schulter verbunden. Vorteilhafterweise kann der jeweilige Dämpfungsring reibschlüssig oder stoffschlüssig mit der jeweiligen Schulter verbunden werden.
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Vorzugsweise ist der jeweilige Dämpfungsring aus einem Elastomermaterial ausgebildet. Insbesondere ist der jeweilige Dämpfungsring aus einem Gummimaterial ausgebildet. Bevorzugt ist der jeweilige Dämpfungsring spritzgusstechnisch oder in einem Prägeverfahren für Kunststoffe hergestellt. Ferner bevorzugt ist der jeweilige Dämpfungsring auf die jeweilige Schulter aufvulkanisiert.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Anzahl der Erhebungen sowie die Anzahl der Ausnehmungen gleich der Anzahl der Zähne am Zahnkranz ist. Mithin weist der jeweilige Dämpfungsring genau so viele Erhebungen bzw. Ausnehmungen auf wie der Zahnkranz Zähne aufweist.
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Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Erhebung einer jeweiligen Zahnspitze des Zahnkranzes zugeordnet. Somit stützen die Erhebungen der Dämpfungsringe eine Mitte der Kettenlasche ab und verhindern dadurch, dass die Kettenlasche am Kettenrad aufschlägt.
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Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Erhebung einem jeweiligen Zahngrund des Zahnkranzes zugeordnet. Somit stützen die Erhebungen der Dämpfungsringe beide Enden, insbesondere den Bereich um den Kettenbolzen der Kettenlasche ab und verhindern dadurch, dass die Kettenlasche am Kettenrad aufschlägt.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Kettenrad einen Zahnkranz mit einer geraden Anzahl an Zähnen auf, wobei die Kettenlaschen abwechselnd unterschiedliche Höhen aufweisen. Insbesondere sind in diesem Fall auch die Erhebungen an den Dämpfungsringen abwechselnd hoch ausgebildet, um abgestimmt auf die Kettenlaschen eine optimale Dämpfung zu realisieren.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der vier Figuren näher dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen
- 1 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Kettenrads,
- 2 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Kettenrads gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 3 eine schematische Seitendarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Kettenrads aus den 2, und
- 4 eine schematische Seitendarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Kettenrads gemäß 1.
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Gemäß 1 umfasst ein erfindungsgemäßes Kettenrad 1 einen Zahnkranz 2, der dazu vorgesehen ist, mit einer - hier nicht dargestellten - Kette im Eingriff zu stehen. Auf beiden Seiten des Zahnkranzes 2 ist eine sich axial von jeder Stirnseite des Zahnkranzes 2 aus erstreckende Schulter 3a, 3b ausgebildet. An der jeweiligen Schulter 3a, 3b ist ein jeweiliger elastisch verformbarer Dämpfungsring 4a, 4b zur Dämpfung von Kettengeräuschen radial aufgenommen. Mithin kommt der jeweilige Dämpfungsring 4a, 4b mit einem Innenumfang radial an der jeweiligen Schulter 3a, 3b zur Anlage. Der jeweilige Dämpfungsring 4a, 4b ist spritzgusstechnisch aus einem Elastomermaterial, insbesondere einem Gummi ausgebildet und auf die jeweilige Schulter 3a, 3b aufvulkanisiert, somit drehfest mit der jeweiligen Schulter 3a, 3b verbunden. Die beiden Dämpfungsringe 4a, 4b weisen eine Vielzahl gleichmäßig über den Umfang verteilte axiale Ausnehmungen 5 auf.
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Der in 1 dargestellte Schnitt verläuft durch eine jeweilige Ausnehmungen 5 am jeweiligen Dämpfungsring 4a, 4b. Der jeweilige Dämpfungsring 4a, 4b weist an einem Außenumfang eine Vielzahl von radialen Erhebungen 6 auf. Die jeweilige Ausnehmung 5 ist radial zwischen der jeweiligen Erhebung 6 und einem Innenumfang des jeweiligen Dämpfungsrings 4a, 4b ausgebildet, sodass radial zwischen der jeweilige Ausnehmung 5 und dem Außenumfang des jeweiligen Dämpfungsrings 4a, 4b ein biegsamer Balken 7 ausgebildet ist. Aufgrund der biegsamen Balken 7 erhöht sich das Dämpfungsvermögen des jeweiligen Dämpfungsrings 4a, 4b, wobei gleichzeitig die Federcharakteristik abgeflacht wird. Die jeweilige Erhebung 6 und die jeweilige Ausnehmung 5 sind einer jeweiligen Zahnspitze 8 des Zahnkranzes 2 zugeordnet.
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Nach den 2 und 3 ist ein erfindungsgemäßes Kettenrad 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei 2 eine Perspektivdarstellung des erfindungsgemäßen Kettenrads 1 und 3 eine Seitendarstellung des erfindungsgemäßen Kettenrads 1 zeigt. Das erfindungsgemäße Kettenrad 1 gemäß den 2 und 3 ist im Wesentlichen identisch zu dem erfindungsgemäßen Kettenrad 1 gemäß 1 ausgebildet, wobei lediglich die jeweiligen Erhebungen 6 und die jeweiligen Ausnehmungen 5 am jeweiligen Dämpfungsring 4a, 4b einem jeweiligen Zahngrund 9 des Zahnkranzes 2 zugeordnet sind.
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In 4 ist das erfindungsgemäße Kettenrad 1 gemäß 1 seitlich dargestellt. Aus dieser Darstellung geht deutlich hervor, dass die jeweilige Erhebung 6 und somit auch die jeweilige Ausnehmung 5 am jeweiligen Dämpfungsring 4a, 4b einer jeweiligen Zahnspitze 8 des Zahnkranzes 2 zugeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettenrad
- 2
- Zahnkranz
- 3a, 3b
- Schulter
- 4a, 4b
- Dämpfungsring
- 5
- Ausnehmung
- 6
- Erhebung
- 7
- Balken
- 8
- Zahnspitze
- 9
- Zahngrund
- 10
- Zahn
