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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 Rollenoder 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 Kettengeräusche 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
US 6,179,741 B1 geht ein Kettenrad mit einer Nabe hervor. Das Kettenrad weist einen ersten Umfang mit einem ersten Kettenradzahn auf, der in dem ersten Umfang abgegrenzt ist und eine erste Eingriffsflanke und eine erste Ausrückflanke aufweist. Ferner weist das Kettenrad einen Dämpfungsring auf, der an der Nabe befestigt ist und einen zweiten Umfang aufweist. Des Weiteren weist das Kettenrad ein Druckpolster, das in dem zweiten Umfang abgegrenzt ist und ein asymmetrisches Profil mit einem radial äußersten Spitzenabschnitt benachbart zu einer hinteren Kante des Druckpolsters aufweist. Der radial äußerste Spitzenabschnitt ist ungefähr einwärts von der ersten Ausrückflanke angeordnet.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Kettenrad mit Dämpfungsringen weiterzuentwickeln, und insbesondere 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 der jeweilige Dämpfungsring eine Vielzahl von Druckpolster und eine Vielzahl von Rillen aufweist, wobei die Druckpolster und Rillen abwechselnd an einem Umfang des jeweiligen Dämpfungsrings angeordnet sind, und wobei die Druckpolster eine konvexe Oberfläche aufweisen, wobei die Rillen eine unsymmetrische Kontur aufweisen.
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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 Kettenlaschen 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 dem elastischen Material, aus dem die Dämpfungsringe bestehen, geschuldet. Insbesondere wird ein Großteil der elastischen Verformung von den Druckpolstern realisiert, die eine Anhäufung des elastischen Materials darstellen. Zur Erhöhung des Dämpfungsvermögens der Druckpolster sind die Druckpolster konvex ausgebildet. Mit anderen Worten sind die Druckposter bogenförmig nach außen gewölbt. Zwischen zwei jeweiligen Druckpolstern ist jeweils eine Rille ausgebildet. Auch die Rillen tragen zur Erhöhung des Dämpfungsvermögens bei. Dazu sind die Rillen nicht symmetrisch, sonder unsymmetrisch ausgebildet. Unter einer unsymmetrischen Rille ist zu verstehen, dass ein Querschnitt der Rille keiner achsensymmetrischen Funktion entspricht, sondern eine andere Kontur aufweist. Insbesondere ist der Konturverlauf vor und nach einem Scheitelpunkt unterschiedlich. Das Dämpfungsvermögen des jeweiligen Dämpfungsrings wird im Wesentlichen durch das Material und die Formgebung der jeweiligen Druckpolster und der jeweiligen Rillen bestimmt.
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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 die jeweilige Rille in Drehrichtung des Kettenrads verzerrt. Mithin ist die jeweilige Rille in Drehrichtung des Kettenrads derart verformt, dass ein Übergangsbereich von einem jeweiligen Druckpolster zu einer jeweiligen Rille in Drehrichtung des Kettenrads flacher ausgebildet ist als ein Übergangsbereich von einem jeweiligen Druckpolster zu einer jeweiligen Rille entgegen der Drehrichtung des Kettenrads. Mit anderen Worten ist eine Rampe von einem jeweiligen Druckpolster zu einer jeweiligen Rille in Drehrichtung des Kettenrads flacher ausgebildet, wodurch das Dämpfungsvermögen des jeweiligen Dämpfungsrings weiter verbessert wird.
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Bevorzugt 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.
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Ferner bevorzugt ist das jeweilige Druckpolster einer jeweiligen Zahnspitze des Zahnkranzes zugeordnet, wobei die jeweilige Rille einer jeweiligen Zahnlücke des Zahnkranzes zugeordnet ist. Somit stützen die Druckpolster eine Mitte einer Kettenlasche ab, die zwischen zwei Hülsen aufgenommen ist und verhindern dadurch, dass die Kettenlasche am Kettenrad aufschlägt. Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Anzahl der Druckpolster gleich der Anzahl der Zähne am Zahnkranz ist. Mithin weist der jeweilige Dämpfungsring genau so viele Druckpolster auf wie der Zahnkranz Zähne aufweist. Ferner ist es denkbar, dass die Kettenlaschen nicht symmetrisch und somit mittig, sondern asymmetrisch und somit seitlich versetzt am jeweiligen Druckpolster abgestützt werden.
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Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Druckpolster unterschiedliche Höhen auf. Mithin ist ein Radius des jeweiligen Dichtungsrings an den jeweiligen Druckpolstern unterschiedlich. Der Radius beschreibt eine Entfernung von einem theoretischen Mittelpunkt des jeweiligen Dichtungsrings bis zu einer Außenumfangsfläche des jeweiligen Dichtungsrings. Bei einer Drehung des Kettenrads folgen abwechselnd Druckpolster mit unterschiedlichen Höhen.
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Vorzugsweise sind hohe und niedrige Druckpolster abwechselnd am Umfang des jeweiligen Dämpfungsrings angeordnet. Das bedeutet, dass bei einer Drehung des Kettenrads abwechselnd Druckpolster mit einer hohen Höhe und Druckpolster mit einer niedrigen Höhe folgen. Die Druckpolster mit einer hohen Höhe weisen einen größeren Radius auf als die Druckpolster mit einer niedrigen Höhe.
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Bevorzugt sind die hohen Druckpolster dazu vorgesehen, eine Kettenlasche mit einer geringen Höhe dämpfend aufzunehmen, wobei die niedrigen Druckpolster dazu vorgesehen sind, eine Kettenlasche mit einer hohen Höhe dämpfend aufzunehmen. Somit sind die Druckpolster auf die jeweilige Höhe der jeweiligen Kettenlasche abgestimmt. Insbesondere ist die Kompression der Druckpolster durch radiale Anlage der Kette über den gesamten Umfang des jeweiligen Dämpfungsrings konstant. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass die Kompression der Druckpolster durch radiale Anlage der Kette über den gesamten Umfang des jeweiligen Dämpfungsrings variiert. Die Kompression der Druckpolster entspricht einer auf die Druckpolster wirkende Pressung, die durch Anlage der Kette an den Dämpfungsringen verursacht wird.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist ein jeweiliger erster Übergangspunkt zwischen einer jeweiligen Rille und einem jeweiligen Druckpolster einen ersten Radius auf, der gleich einem zweiten Radius eines zweiten Übergangspunktes zwischen einem jeweiligen Druckpolster und einer jeweiligen Rille ist. Mit anderen Worten ist die konvexe Oberfläche des jeweiligen Druckpolsters in Umfangsrichtung einerseits durch den jeweiligen ersten Übergangspunkt und andererseits durch den jeweiligen zweiten Übergangspunkt beschränkt.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der drei Figuren näher dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen
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1 eine schematische Stirnseitendarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Kettenrads,
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2 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Kettenrads gemäß 1, und
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3 eine schematische Detaildarstellung eines Ausschnittes des erfindungsgemäßen Kettenrads gemäß 1.
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Gemäß den 1 und 2 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. Die beiden Dämpfungsringe 4a, 4b sind identisch ausgebildet. 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 ausgebildet und drehfest mit der jeweiligen Schulter 3a, 3b verbunden. Die beiden Dämpfungsringe 4a, 4b weisen eine Vielzahl von Druckpolster 5a, 5b und eine Vielzahl von Rillen 6a, 6b auf, wobei die Druckpolster 5a, 5b und Rillen 6a, 6b abwechselnd an einem Umfang des jeweiligen Dämpfungsrings 4a, 4b angeordnet sind. Das jeweilige Druckpolster 5a, 5b ist einer jeweiligen Zahnspitze 8 des Zahnkranzes 2 zugeordnet, wobei die jeweilige Rille 6a, 6b einer jeweiligen Zahnlücke 9 des Zahnkranzes 2 zugeordnet ist. Die Druckpolster 5a, 5b weisen eine konvexe Oberfläche auf, wobei die Rillen 6a, 6b eine unsymmetrische Kontur aufweisen.
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3 zeigt eine Detaildarstellung der in den 1 und 2 dargestellten Kettenrads 1. Zur Vereinfachung wurde auf die Darstellung des Zahnkranzes 2 verzichtet, wobei stattdessen drei Kettenlaschen 11a, 11b einer Kette 7 dargestellt sind. Die Kette 7 ist aus zwei verschiedenen Typen von Kettenlaschen 11a, 11b ausgebildet, wobei zum einen Kettenlaschen 11a mit einer niedrigen Höhe und Kettenlaschen 11b mit einer hohen Höhe abwechselnd angeordnet sind. Zwischen den Kettenlaschen 11a, 11b sind – durch Kreuze angedeutete – Bolzen 10 vorgesehen, die zur gelenkigen Verbindung der Kettenlaschen 11a, 11b miteinander dienen. Aus 3 geht besonders gut hervor, dass die Druckpolster 5a, 5b unterschiedliche Höhen aufweisen. Mit anderen Worten weist der jeweilige Dämpfungsring 4a, 4b zwei unterschiedliche Typen von Druckpolster 5a, 5b auf, nämlich hohe Druckpolster 5a und niedrige Druckpolster 5b. Die hohen und niedrigen Druckpolster 5a, 5b sind abwechselnd am Umfang des jeweiligen Dämpfungsrings 4a, 4b angeordnet. Die hohen Druckpolster 5a sind dazu vorgesehen, eine Kettenlasche 11a mit einer geringen Höhe dämpfend aufzunehmen, wobei die niedrigen Druckpolster 5b dazu vorgesehen sind, eine Kettenlasche 11b mit einer hohen Höhe dämpfend aufzunehmen. Die Kompression der Druckpolster 5a, 5b durch radiale Anlage der Kette 7 ist über den gesamten Umfang des jeweiligen Dämpfungsrings 4a, 4b konstant. Ferner geht aus 3 ebenso gut hervor, dass die Druckpolster 5a, 5b eine konvexe Oberfläche aufweisen, wobei die Rillen 6a, 6b eine unsymmetrische Kontur aufweisen. Dabei sind die Rillen 6a, 6b in Drehrichtung des Kettenrads 1 verzerrt. Vorliegend ist das Kettenrad 1 dazu vorgesehen, im Uhrzeigersinn zu drehen. Durch die verzerrte Ausbildung der Rillen 6a, 6b in Drehrichtung des Kettenrads 1 ist der jeweilige Bolzen 10 nicht in einer Flucht mit einem jeweiligen Scheitelpunkt der jeweiligen Rille 6a, 6b ausgebildet. Mit anderen Worten befindet sich der Scheitelpunkt der jeweiligen Rille 6a, 6b nicht auf einer jeweiligen Gerade G, die zentral durch den jeweiligen Bolzen 12 und einem theoretischen Mittelpunkt M des jeweiligen Dichtungsrings 4a, 4b verläuft.
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Die konvexe Oberfläche des jeweiligen hohen Druckpolsters 5a ist eingeschränkt von einem ersten und einem zweiten Übergangspunkt A, B. Demgegenüber ist die konvexe Oberfläche des jeweiligen niedrigen Druckpolsters 5b eingeschränkt von einem ersten und einem zweiten Übergangspunkt A‘, B‘. Ferner weist der jeweilige erste Übergangspunkt A, A‘ zwischen der jeweiligen Rille 6a, 6b und dem jeweiligen Druckpolster 5a, 5b einen ersten Radius R1, R1‘ auf, der gleich einem zweiten Radius R2, R2‘ eines zweiten Übergangspunktes B, B‘ zwischen dem jeweiligen Druckpolster 5a, 5b und der jeweiligen Rille 6a, 6b ist. Jedoch sind aufgrund des Höhenunterschieds zwischen den hohen und niedrigen Druckpolstern 5a, 5b die beiden Radien R1 und R2 größer als die beiden Radien R1‘ und R2‘.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettenrad
- 2
- Zahnkranz
- 3a, 3b
- Schulter
- 4a, 4b
- Dämpfungsring
- 5a, 5b
- Druckpolster
- 6a, 6b
- Rille
- 7
- Kette
- 8
- Zahnspitze
- 9
- Zahnlücke
- 10
- Bolzen
- 11a, 11b
- Kettenlasche
- A, A‘
- Übergangspunkt zwischen Rille und Druckpolster
- B, B‘
- Übergangspunkt zwischen Druckpolster und Rille
- G
- Gerade
- M
- Mittelpunkt
- R1, R1‘
- erster Radius
- R2, R2‘
- zweiter Radius
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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