DE102019121771A1

DE102019121771A1 - Clampable gear and an arrangement of such a clampable gear in a gear drive, in particular a gear drive of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102019121771A1
Application number: DE102019121771.7A
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Pott
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-08-13
Filing date: 2019-08-13
Publication date: 2021-02-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein verspannbares Zahnrad mit einem Hauptrad (12) und einem Verspannrad (14), wobei das Hauptrad (12) und das Verspannrad (14) mittels mindestens eines elastischen Elements (16) relativ zueinander verdrehbar angeordnet sind, wobei Variationsmittel vorgesehen sind, um eine zwischen Hauptrad (12) und Verspannrad (14) wirkende Verspannkraft zu erzeugen, die über den Umfang betrachtet variiert. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung eines solchen verspannbaren Zahnrades (10) in einem Zahnradtrieb, insbesondere in einem Zahnradtrieb eines Kraftfahrzeuges.The invention relates to a tensionable gear with a main wheel (12) and a tensioning wheel (14), the main gear (12) and the tensioning wheel (14) being arranged so that they can be rotated relative to one another by means of at least one elastic element (16), with variation means being provided, in order to generate a tensioning force which acts between the main wheel (12) and the tensioning wheel (14) and which varies when viewed over the circumference. The invention also relates to an arrangement of such a tensionable gear (10) in a gear drive, in particular in a gear drive of a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein verspannbares Zahnrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung eines solchen verspannbaren Zahnrades in einem Zahnradtrieb, insbesondere in einem Zahnradtrieb eines Kraftfahrzeuges. Hinsichtlich der Anordnung wird insbesondere auf Zahnradtriebe zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeuges verwiesen, wobei das verspannbare Zahnrad dazu vorgesehen ist, das Zahnflankenspiel der Zahnräder für den Antrieb der Nebenaggregate zu reduzieren. Ferner wird explizit verwiesen auf Kraftfahrzeuge mit solchen Zahnradtrieben.The invention relates to a tensionable gear according to the preamble of claim 1 and an arrangement of such a tensionable gear in a gear drive, in particular in a gear drive of a motor vehicle. With regard to the arrangement, reference is made in particular to gear drives for driving ancillary units of a drive unit of a motor vehicle, the tensionable gear being provided to reduce the backlash of the gearwheels for driving the ancillary units. Furthermore, explicit reference is made to motor vehicles with such gear drives.

Aus WO 2012/037593 A2 ist ein Zahnrad mit einem Zahnradkörper und einer Verzahnung bekannt, die aus einer Abfolge von Zähnen besteht, wobei die Gesamtzahl der Zähne den Wert X hat und jeder N-te Zahn zumindest teilweise eine im Vergleich zu den restlichen X-N Zähnen geringere Zahnsteifigkeit aufweist. Dabei soll N eine Zahl sein, die ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 2 und einer oberen Grenze von X. Alternativ kann auch eine Anzahl von M Zähnen zumindest teilweise eine geringere Zahnsteifigkeit aufweisen als die - restlichen X-M Zähne, wobei M ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1 und einer oberen Grenze von X-1 oder einer oberen Grenze von X mit der Maßgabe, dass zumindest einzelne Zähne geteilt ausgeführt sind oder sämtliche Zähne eine unterschiedliche Geometrie aufweisen und/oder dass die Verzahnung eine Teilung aufweist, bei der jeder N-te Zahn im Vergleich zu den restlichen X-N Zähnen vorgehalten ist. In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass jeder N-te Zahn oder die M Zähne zumindest teilweise aus einem im Vergleich zu den restlichen N-X Zähnen oder X-M Zähnen anderen Werkstoff besteht oder bestehen und ein Einsatzelement bilden, wobei dieses Einsatzelement mit dem Zahnradkörper verbunden ist. Ebenfalls vorgesehen ist es, dass die Zähne des Einsatzelementes versetzt zu den X-N Zähnen oder X-M Zähnen der Verzahnung des Zahnradkörpers unter Ausbildung einer ungleichen Teilung angeordnet sind und/oder jeder N-te Zahn oder die M Zähne eine zu den restlichen X-N Zähnen oder X-M Zähnen unterschiedliche Zahngeometrie aufweist oder aufweisen. Eine relative Verdrehbarkeit des Einsatzelements gegenüber dem Zahnradkörper mittels eines elastischen Elements ist weder beschrieben noch vorgesehen.Out WO 2012/037593 A2 a gear with a gear body and a tooth system is known, which consists of a sequence of teeth, the total number of teeth having the value X and each Nth tooth at least partially has a lower tooth stiffness than the remaining XN teeth. N should be a number that is selected from a range with a lower limit of 2 and an upper limit of X. Alternatively, a number of M teeth can at least partially have a lower tooth stiffness than the remaining XM teeth, where M is selected is made up of a range with a lower limit of 1 and an upper limit of X-1 or an upper limit of X with the proviso that at least individual teeth are designed to be divided or that all teeth have a different geometry and / or that the toothing is divided in which every N-th tooth is reserved in comparison to the remaining XN teeth. In one embodiment it is provided that each N-th tooth or the M teeth consists at least partially of a different material than the remaining NX teeth or XM teeth and forms an insert element, this insert element being connected to the gear body. It is also provided that the teeth of the insert element are offset from the XN teeth or XM teeth of the toothing of the gear body with formation of an unequal pitch and / or each Nth tooth or the M teeth one to the remaining XN teeth or XM teeth has or have different tooth geometry. A relative rotatability of the insert element with respect to the gear body by means of an elastic element is neither described nor provided.

Aus DE 10 2010 062 686 A1 ist ein verspannbares Zahnrad für eine Brennkraftmaschine bekannt, das aus einem als Festrad bezeichneten Hauptrad und einem korrespondierenden Verspannrad besteht, wobei das Verspannrad auf einer Nabe des Festrades relativ zum Festrad um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar angeordnet ist. Das Verspannrad ist über ein elastisches Element tangential an dem Festrad abgestützt, wobei das Festrad ortsfest an einer in einem Maschinengehäuse drehbar gelagerten Welle anordenbar ist und wobei das Verspannrad zwischen dem Festrad und dem Maschinengehäuse anordenbar ist. Zur Detailgestaltung des Hauptrades oder des Verspannrades ist in DE 10 2010 062 686 A1 nichts offenbart.Out DE 10 2010 062 686 A1 a tensionable gear for an internal combustion engine is known, which consists of a main gear referred to as a fixed gear and a corresponding tensioning gear, the tensioning gear being arranged on a hub of the fixed gear so as to be rotatable relative to the fixed gear about a common axis of rotation. The tensioning wheel is supported tangentially on the fixed wheel via an elastic element, the fixed wheel being able to be arranged in a stationary manner on a shaft rotatably mounted in a machine housing and the tensioning wheel being able to be arranged between the fixed wheel and the machine housing. For the detailed design of the main wheel or the tensioning wheel, see DE 10 2010 062 686 A1 nothing revealed.

Aus DE 10 2011 102 756 A1 ist ein verpanntes Stirnrad mit Schrägverzahnung bekannt. Das Stirnrad ist für ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen und umfasst ein Hauptrad und ein mit dem Hauptrad gekoppeltes Verspannrad, wobei beide Räder einen Teil der Schrägverzahnung ausbilden. Das Hauptrad und das Verspannrad sind über eine Feder funktional gekoppelt und dazu vorgesehen, ein Zahnflankenspiel zu minimieren, wobei sich das Verspannrad dazu mit einer Feder in einer linearen Bewegung in axialer Richtung von dem Hauptrad wegdrückt. Zur Detailgestaltung des Hauptrades oder des Verspannrades in DE 10 2011 102 756 A1 nichts offenbart.Out DE 10 2011 102 756 A1 a distorted spur gear with helical teeth is known. The spur gear is intended for a motor vehicle transmission and comprises a main gear and a tensioning gear coupled to the main gear, both gears forming part of the helical gearing. The main wheel and the tensioning wheel are functionally coupled via a spring and are provided to minimize backlash, the tensioning wheel being pushed away from the main wheel in a linear movement in the axial direction with a spring. For the detailed design of the main wheel or the tensioning wheel in DE 10 2011 102 756 A1 nothing revealed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verspannbares Zahnrad sowie eine Anordnung eines solchen verspannbaren Zahnrades in einem Zahnradtrieb zur Verfügung zu stellen, mittels welchen die Reibleistung zumindest in bestimmten Anwendungsfällen reduziert werden kann.The invention is based on the object of providing a tensionable gear and an arrangement of such a tensionable gear in a gear drive, by means of which the frictional power can be reduced at least in certain applications.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention with the features of the independent claims. Further practical embodiments and advantages of the invention are described in connection with the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes verspannbares Zahnrad umfasst mindestens ein Hauptrad und mindestens ein Verspannrad, wobei das Hauptrad und das Verspannrad mittels mindestens eines elastischen Elements relativ zueinander verdrehbar angeordnet sind. Ferner sind Variationsmittel vorgesehen, um eine zwischen Hauptrad und Verspannrad wirkende Verspannkraft zu erzeugen, die über den Umfang betrachtet variiert. Diese konstruktive Gestaltung eignet sich insbesondere für alle Zahnradtriebe, in welchen eine in Bezug auf das Verspannrad periodische Belastung des Zahnradtriebes erfolgt. In diesem Fall kann nämlich das Verspannrad in einem Umfangsabschnitt oder mehreren Umfangsabschnitten mit einer reduzierten Reibleistung betrieben werden und in einem anderen Umfangsabschnitt oder mehreren anderen Umfangsabschnitten mit einer erhöhten Reibleistung, die aus einer erhöhten Verspannkraft resultiert. Daraus ergibt sich insoweit eine im Vergleich zu bekannten verspannbaren Zahnrädern erhöhte Effizienz als die Gesamt-Reibleistung sehr gering gehalten werden kann. Ein wie vorstehend beschriebenes verspannbares Zahnrad kann insbesondere in Verbindung mit Hubkolbenmotoren vorteilhaft eingesetzt werden, wenn ein Ausgleichswellenantrieb über einen Rädertrieb erfolgt und über eine Ausgleichswelle eine weitere Komponente angetrieben wird, wie z.B. eine nockenbetätigte Kraftstoff-Hochdruckpumpe, oder mehrere weitere Komponenten angetrieben werden. In solchen Konstellationen mit nicht stochastischem Anlagewechsel des Hauptrades und des Verspannrades kann in einem definierten Umfangsabschnitt (Winkelfenster) die Reibleistung nur bedarfsweise erhöht sein. Bei Einsatz eines erfindungsgemäßen verspannbaren Zahnrades erfolgt während einer Umdrehung mindestens eine relative Verdrehung des Hauptrades gegenüber dem Verspannrad in eine erste Richtung sowie eine entsprechende relative Rückverdrehung in die entsprechende Gegenrichtung. In Winkelfenstern, in welchen die Anforderungen an die Mindest-Verspannkraft klein sind, wird die relative Verdrehung und damit die Verspannkraft, insbesondere mittels einer Verdrehfeder, klein gehalten. In Winkelfenstern mit höherem Verspannkraftbedarf wird das Verspannrad stärker gegenüber dem Hauptrad verdreht und damit die Verspannkraft erhöht.A tensionable gear wheel according to the invention comprises at least one main wheel and at least one tensioning wheel, the main wheel and the tensioning wheel being arranged so as to be rotatable relative to one another by means of at least one elastic element. Variation means are also provided in order to generate a tensioning force which acts between the main wheel and the tensioning wheel and which varies over the circumference. This structural design is particularly suitable for all gear drives in which there is a periodic load on the gear drive in relation to the tensioning wheel. In this case, namely, the tensioning wheel can be operated in one circumferential section or several circumferential sections with reduced frictional power and in another circumferential section or several other circumferential sections with increased frictional power resulting from an increased bracing force. This results in an increased efficiency compared to known tensionable gears as the total friction can be kept very low. A gearwheel that can be tensioned as described above can in particular be used in conjunction with Reciprocating piston engines are advantageously used when a balance shaft drive takes place via a gear drive and another component is driven via a balance shaft, such as a cam-actuated high-pressure fuel pump, or several other components are driven. In such constellations with non-stochastic contact changes of the main wheel and the tensioning wheel, the frictional power can only be increased if necessary in a defined circumferential section (angular window). When using a tensionable gear wheel according to the invention, at least one relative rotation of the main wheel with respect to the tensioning wheel in a first direction and a corresponding relative reverse rotation in the corresponding opposite direction takes place during one revolution. In angle windows in which the requirements for the minimum bracing force are small, the relative rotation and thus the bracing force is kept small, in particular by means of a torsion spring. In angled windows with a higher bracing force requirement, the bracing wheel is twisted more strongly than the main wheel and thus the bracing force is increased.

Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei dem Hauptrad und bei dem Verspannrad vorzugsweise um geradeverzahnte Zahnräder handelt. Diese sind konstruktiv einfach und kostengünstig herstellbar.It should be noted that the main wheel and the tensioning wheel are preferably straight-toothed gears. These are structurally simple and inexpensive to manufacture.

In einer praktischen Ausführungsform eines verspannbaren Zahnrades sind die geometrische Gestaltung der Zähne des Hauptrades und/oder die geometrische Gestaltung der Zähne des Verspannrades als Variationsmittel ausgelegt. So kann beispielsweise die Teilung des Hauptrades und/oder die Teilung des Verspannrades über einen Teilbereich des Umfangs vergrößert ausgebildet sein. Da die Teilung p und der Modul m eines Zahnrades durch die folgende Gleichung unmittelbar ineinander überführbar sind, $m = \frac{p}{π}$

und sich dementsprechend nur durch den Quotienten bzw. Faktor π unterscheiden, sind diese Parameter gleichbedeutend.In a practical embodiment of a tensionable gear, the geometric design of the teeth of the main wheel and / or the geometric design of the teeth of the tensioning wheel are designed as variation means. For example, the division of the main wheel and / or the division of the tensioning wheel can be enlarged over a partial area of the circumference. Since the pitch p and the module m of a gear can be directly converted into one another by the following equation,

m = \frac{p}{π}

and accordingly differ only in the quotient or factor π, these parameters are synonymous.

Als Variationsmittel kann in einer weiteren praktischen Ausführungsform eines verspannbaren Zahnrades insbesondere die Zahndicke des Hauptrades und/oder die Zahndicke des Verspannrades in einem Teilbereich des Umfangs vergrößert sein.As a variation means, in a further practical embodiment of a tensionable gear, in particular the tooth thickness of the main gear and / or the tooth thickness of the tensioning wheel can be increased in a partial area of the circumference.

Alternativ oder in Ergänzung dazu kann auch die Teilung des Hauptrades und/oder die Teilung des Verspannrades über einen ersten Teilbereich des Umfangs sich sukzessive vergrößernd ausgebildet sein und über einen zweiten Teilbereich des Umfangs sich sukzessive verkleinernd ausgebildet sein. Damit sind insbesondere Fälle gemeint, in welchen sich die Teilung des Hauptrades und/oder die Teilung des Verspannrades in einem ersten Teilbereich des Umfangs von 10,0 in kleinen Schritten, z.B. von 0,1 je Zahn, sukzessive auf 10,2 oder 10,3 erhöht. Insbesondere kann sich dann in gleicher Art und Weise die Teilung des Hauptrades und/oder die Teilung des Verspannrades wieder reduzieren, bis der Ausgangswert (z.B. 10,0) erreicht ist.As an alternative or in addition to this, the division of the main wheel and / or the division of the tensioning wheel can be designed to gradually increase in size over a first partial area of the circumference and to be designed to gradually decrease in size over a second partial area of the circumference. This means in particular cases in which the division of the main wheel and / or the division of the tensioning wheel in a first sub-area of the circumference of 10.0 in small steps, e.g. from 0.1 per tooth, successively to 10.2 or 10, 3 increased. In particular, the division of the main wheel and / or the division of the tensioning wheel can then be reduced again in the same way until the initial value (e.g. 10.0) is reached.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform, die alternativ oder in Ergänzung dazu realisierbar ist, ist die Zahndicke des Hauptrades und/oder die Zahndicke des Verspannrades über einen ersten Teilbereich des Umfangs sich sukzessive vergrößernd ausgebildet und über einen zweiten Teilbereich des Umfangs sich sukzessive verkleinernd ausgebildet. In diesem Fall ergibt sich eine über den Umfang sich langsam und kontiniuerlich variierende Verdrehung zwischen Hauptrad und Verspannrad, insbesondere zunächst in eine erste Verdrehrichtung und dann in eine der ersten Verdrehrichtung entgegengesetzte zweite Verdrehrichtung.In a further practical embodiment, which can be implemented as an alternative or in addition to this, the tooth thickness of the main gear and / or the tooth thickness of the tensioning wheel is designed to gradually increase over a first sub-area of the circumference and to gradually decrease over a second sub-area of the circumference. In this case, there is a rotation between the main wheel and the tensioning wheel that varies slowly and continuously over the circumference, in particular initially in a first direction of rotation and then in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines wie vorstehend beschriebenen verspannbaren Zahnrades erstreckt sich der Teilbereich mit vergrößerter Teilung des Hauptrades und/oder der Teilbereich mit vergrößerter Teilung des Verspannrades über einen Winkel von maximal 180°. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Reibleistung in diesem Fall über weniger als die Hälfte des Umfangs erhöht, so dass sich im Vergleich zu einem verspannbaren Zahnrad, dessen Reibleistung über den gesamten Umfang konstant ist, eine signifikante Reduzierung der Reibleistung ergibt. Bevorzugt erstreckt sich der Teilbereich mit vergrößerter Teilung des Hauptrades und/oder der Teilbereich mit vergrößerter Teilung des Verspannrades über 10° bis 180°, weiter bevorzugt über 20° bis 180°, noch weiter bevorzugt über 60° bis 180° und besonderes bevorzugt über einen Winkelbereich von 70° bis 100°. So kann über einen entsprechenden Winkelbereich, der ggf. auch kleiner sein kann als der vorstehend genannte Teilbereich, beispielsweise 60° bis 180°, bevorzugt 70° bis 100°, eine erhöhte Verspannkraft erzeugt und gehalten werden, wohingegen in dem verbleibenden Winkelbereich eine geringere Verspannkraft anliegt und die Reibleistung in diesem Winkelbereich dementsprechend reduziert ist.In a further practical embodiment of a gearwheel that can be tensioned as described above, the sub-area with an enlarged pitch of the main wheel and / or the sub-area with an enlarged pitch of the tensioning wheel extends over an angle of maximum 180 °. In other words, the frictional power in this case is increased over less than half of the circumference, so that there is a significant reduction in the frictional power compared to a tensionable gear whose frictional power is constant over the entire circumference. The sub-area with an enlarged pitch of the main wheel and / or the sub-area with an enlarged pitch of the bracing wheel preferably extends over 10 ° to 180 °, more preferably over 20 ° to 180 °, even more preferably over 60 ° to 180 ° and particularly preferably over one Angle range from 70 ° to 100 °. An increased bracing force can be generated and maintained over a corresponding angular range, which may also be smaller than the aforementioned sub-range, for example 60 ° to 180 °, preferably 70 ° to 100 °, whereas in the remaining angular range a lower bracing force is applied and the frictional power is reduced accordingly in this angular range.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines verspannbaren Zahnrades weist das Hauptrad über den gesamten Umfang eine konstante Teilung und eine konstante Zahndicke auf, und das Verspannrad weist über einen Großteil des Umfangs ebenfalls eine konstante Teilung und eine konstante Zahndicke auf. Eine derartige Gestaltung ist mit den geringsten Fertigungskosten verbunden, weil nur ein relativ kleiner Umfangsbereich des Verspannrades, das häufig eine geringere Zahnbreite aufweist, eine variierende Teilung und/oder Zahndicke aufweist.In a further practical embodiment of a tensionable gear, the main gear has a constant pitch and a constant tooth thickness over the entire circumference, and the tensioning wheel also has a constant pitch and a constant tooth thickness over a large part of the circumference. Such a design is with the Lowest manufacturing costs, because only a relatively small circumferential area of the tensioning wheel, which often has a smaller tooth width, has a varying pitch and / or tooth thickness.

Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung eines wie vorstehend beschriebenen verspannbaren Zahnrades in einem Zahnradtrieb eines Kraftfahrzeuges. Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt, wird in diesem Zusammenhang insbesondere auf Auslasswellenantriebe von Hubkolbenbrennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge verwiesen, bei denen mindestens eine zusätzliche Vorrichtung durch die Auslasswelle angetrieben wird, z.B. eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Dazu kann beispielsweise ein zusätzlicher Nocken vorgesehen sein, welcher den Kolben der Pumpe antreibt und Lastwechsel verursacht, welchen mit der erfindungsgemäßen Gestaltung derart entgegengetreten werden kann, dass in dem Bereich der Lastwechsel oder über einen sich etwas darüber hinaus ausdehnenden Bereich (Winkelabschnitt) eine erhöhte Verspannkraft durch eine erfindungsgemäße Gestaltung eines verspannbaren Zahnrades bereitgestellt werden kann.The invention also relates to an arrangement of a gearwheel that can be clamped as described above in a gearwheel drive of a motor vehicle. As already mentioned in the introduction to the description, reference is made in this context in particular to exhaust shaft drives of reciprocating piston internal combustion engines, in particular for motor vehicles, in which at least one additional device is driven by the exhaust shaft, e.g. a high-pressure fuel pump. For this purpose, an additional cam can be provided, for example, which drives the piston of the pump and causes load changes, which can be counteracted with the design according to the invention in such a way that an increased tensioning force in the area of the load change or over an area that extends slightly beyond it (angle section) can be provided by an inventive design of a tensionable gear.

In einer praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung tritt in dem Zahnradtrieb mindestens eine in einem Teilbereich des Umfangs des verspannbaren Zahnrades wiederkehre Last periodisch auf, wobei das verspannbare Zahnrad derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die Verspannkraft in dem Teilbereich mit der wiederkehrenden Last eine erhöhte Verspannkraft erzeugt.In a practical embodiment of an arrangement according to the invention, at least one load recurring in a partial area of the circumference of the clampable gear occurs periodically in the gear drive, the clampable gear being arranged and designed in such a way that the bracing force in the partial area with the recurring load generates an increased bracing force .

Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine Ausführungsform eines verspannbaren Zahnrades in einer Explosionsdarstellung und
2 den Verlauf der Teilung, der benötigten Verspannkraft, der Ist-Verspannkraft und die relative Verdrehung als Funktion des Umfangs eines erfindungsgemäßen Verspannrades.

Further practical embodiments of the invention are described below in connection with the drawings. Show it:

1 an embodiment of a tensionable gear in an exploded view and
2 the course of the division, the required bracing force, the actual bracing force and the relative rotation as a function of the circumference of a bracing wheel according to the invention.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines verspannbaren Zahnrades 10 mit einem Hauptrad 12 und einem Verspannrad 14. Das Hauptrad 12 und das Verspannrad 14 sind in der gezeigten Ausführungsform mittels eines elastischen Elements 16 in Form einer Verdrehfeder 18 relativ zueinander verdrehbar angeordnet. Dabei ist in der gezeigten Ausführungsform das Hauptrad 12 drehbar auf einer Buchse 20 gelagert, während das Verspannrad 14 auf einem Lagerabschnitt 22 des Hauptrades 12 gelagert ist. Auf der in axialer Richtung betrachtet dem Hauptrad 12 abgewandten Seite des Verspannrades 14 sind die Anordnung einer Scheibe 24 und eines Sicherungsrings 26 vorgesehen. 1 shows an embodiment of a tensionable gear 10 with a main wheel 12 and a tension wheel 14th . The main wheel 12 and the tension wheel 14th are in the embodiment shown by means of an elastic element 16 in the form of a torsion spring 18th arranged rotatable relative to each other. The main wheel is in the embodiment shown 12 rotatable on a socket 20th stored while the bracing wheel 14th on a warehouse section 22nd of the main wheel 12 is stored. On the main wheel viewed in the axial direction 12 facing away from the tension wheel 14th are the arrangement of a disc 24 and a locking ring 26th intended.

Die Verdrehfeder 18 ist derart mit dem Hauptrad 12 und dem Verspannrad 14 verbunden, dass das Hauptrad 12 und das Verspannrad 14 durch die Verdrehfeder 18 gegeneinander verdreht werden. Dadurch verengt sich das Zahnflankenspiel des Verspannrades 10 und der im Eingriff befindlichen Zahnräder. Das gezeigte Verspannrad 14 ist Teil eines Nebenaggregateantriebes einer Hubkolbenbrennkraftmaschine.The torsion spring 18th is like that with the main wheel 12 and the tension wheel 14th connected that the main wheel 12 and the tension wheel 14th by the torsion spring 18th are twisted against each other. This narrows the backlash of the tensioning wheel 10 and the meshing gears. The bracing wheel shown 14th is part of an accessory drive of a reciprocating internal combustion engine.

Erfindungsgemäß sind in 1 nicht dargestellte Variationsmittel vorgesehen, um eine zwischen Hauptrad 12 und Verspannrad 14 wirkende Verspannkraft zu erzeugen, die über den Umfang betrachtet variiert. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass die geometrische Gestaltung der Zähne des Hauptrades 12 und/oder die geometrische Gestaltung der Zähne des Verspannrades 14 als Variationsmittel ausgelegt sind, beispielsweise indem die Teilung des Hauptrades 12 und/oder die Teilung des Verspannrades 14 über einen Teilbereich des Umfangs des jeweiligen Rades vergrößert ist.According to the invention, in 1 Variation means, not shown, are provided to one between the main wheel 12 and tension wheel 14th to generate effective tensioning force that varies when viewed over the circumference. This can be done in particular by the geometric design of the teeth of the main wheel 12 and / or the geometric design of the teeth of the tensioning wheel 14th are designed as a means of variation, for example by dividing the main wheel 12 and / or the division of the tensioning wheel 14th is enlarged over a portion of the circumference of the respective wheel.

2 zeigt ein Diagramm, in welchem eine Kurve T den qualitativen Verlauf der Teilung über den Umfang des Verspannrades 14 darstellt, eine Kurve I die Ist-Verspannkraft, eine Kurve S die benötigte Soll-Verspannkraft und eine Kurve V die relative Verdrehung des Verspannrades 14 gegenüber dem Hauptrad 12. Wie zu erkennen ist, ist die Teilung über einen Winkelbereich von etwa 120° erhöht, wobei die Teilung in einem stetigen Verlauf zunächst langsam erhöht und dann wieder verringert wird. Dies führt zu einer zunehmenden Verdrehung des Verspannrades 14 gegenüber dem Hauptrad 12, die dann wieder zurückgeführt wird. Dadurch kann die Verspannkraft in einem weiten Bereich von insgesamt 240° relativ gering gehalten und nur über denjenigen Bereich von etwa 120° auf ein erhöhtes Niveau gebracht werden, wo dies die Anwendung erfordert. 2 shows a diagram in which a curve T the qualitative course of the division over the circumference of the tensioning wheel 14th represents a curve I. the actual tension force, a curve S. the required target tension force and a curve V the relative rotation of the tensioning wheel 14th opposite the main wheel 12 . As can be seen, the division is increased over an angular range of approximately 120 °, the division initially being slowly increased and then reduced again in a steady course. This leads to an increasing twisting of the tensioning wheel 14th opposite the main wheel 12 which is then returned again. As a result, the bracing force can be kept relatively low in a wide range of a total of 240 ° and only brought to an increased level over that range of approximately 120 ° where the application requires it.

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.The features of the invention disclosed in the present description, in the drawings and in the claims can be essential both individually and in any combination for the implementation of the invention in its various embodiments. The invention can be varied within the scope of the claims and taking into account the knowledge of the competent person skilled in the art.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: verspannbares Zahnradtensionable gear
1212th: HauptradMain wheel
1414th: VerspannradTension wheel
1616: elastisches Elementelastic element
1818th: VerdrehfederTorsion spring
2020th: BuchseRifle
2222nd: LagerabschnittWarehouse section
2424: Scheibedisc
2626th: Sicherungsring Locking ring
TT: Teilungdivision
II.: Ist-VerspannkraftActual bracing force
SS.: Soll-VerspannkraftTarget tension force
VV: relative Verdrehungrelative rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2012/037593 A2 [0002]
DE 102010062686 A1 [0003]
DE 102011102756 A1 [0004]

Claims

Tensionable gear with a main wheel (12) and a tensioning wheel (14), the main gear (12) and the tensioning wheel (14) being arranged so as to be rotatable relative to one another by means of at least one elastic element (16), characterized in that variation means are provided to to generate a tensioning force which acts between the main wheel (12) and tensioning wheel (14) and which varies when viewed over the circumference.

A tensionable gear wheel according to the preceding claim, characterized in that the geometric design of the teeth of the main wheel (12) and / or the geometric design of the teeth of the tensioning wheel (14) are designed as variation means.

Clampable gear wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the division of the main wheel (12) and / or the division of the clamping wheel (14) is enlarged over a partial area of the circumference.

Clampable gear wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth thickness of the main wheel (12) and / or the tooth thickness of the clamping wheel (14) is increased in a partial area of the circumference.

A tensionable gear wheel according to one of the two preceding claims, characterized in that a) the division of the main gear (12) and / or the division of the tensioning wheel (14) is designed to gradually increase over a first portion of the circumference and over a second portion of the circumference is designed to gradually decrease in size and / or b) the tooth thickness of the main wheel (12) and / or the tooth thickness of the tensioning wheel (14) is designed to gradually increase over a first sub-area of the circumference and is designed to gradually decrease over a second sub-area of the circumference .

Clampable gear wheel according to one of the three preceding claims, characterized in that the sub-area extends over an angle of at most 180 °.

A tensionable gear wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the main gear (12) has a constant pitch and a constant tooth thickness over the entire circumference and the tensioning wheel (14) also has a constant pitch and a constant tooth thickness over a large part of the circumference.

Arrangement of a tensionable gear (10) according to one of the preceding claims in a gear drive of a motor vehicle.

Arrangement according to the preceding claim, characterized in that in the gear drive a periodically recurring load occurs in a sub-area of the circumference of the tensionable gear (10), the gear (10) being arranged and designed such that the tensioning force in the sub-area with the Load generates an increased tension force.