DE10219831A1

DE10219831A1 - Chain wheel with gear rim fitted with radial and axial play between centering flange and centering plate, for acoustic de-coupling of rim from hub

Info

Publication number: DE10219831A1
Application number: DE2002119831
Authority: DE
Inventors: Klaus Bruchner; Karl-Heinz Goeser; Mario Muerwald
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-05-03
Filing date: 2002-05-03
Publication date: 2003-11-20

Abstract

The gear rim (17) is positioned with radial and axial play (18,19) on each side, between a centering flange (11)and a centering plate (12). Gear rim, flange, and plate are connected non-turnable and fixed in position, by several driver bolts (20). The bolts have an elastic damping layer (21) on the outside, and are pressed into bores (22,23,24) in the components. The bolts are of plastic. The layer has higher elasticity in axial bolt direction, and its thickness is low relative to the bolt diameter. Centering flange and plate have ring-like apertures (27,28) around the periphery, accommodating centrifugal rings (25,26).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kettenrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a sprocket according to the preamble of Claim 1.

Kettenräder übernehmen neben der Übertragung eines Drehmoments auf eine Welle oder umgekehrt auch die Führung der Kette selbst, wobei von letzterer Bedingung der Kettenverschleiß und damit auch die Lebensdauer der Kette entscheidend beeinflusst wird. Neben diesen rein mechanischen Faktoren entstehen beim Betrieb eines Kettentriebs, insbesondere beim Einspuren der Kette in das Kettenrad und beim Umlauf der Kette auf dem Kettenrad, teilweise erhebliche, hochfrequente Geräusche, die nur durch entsprechend aufwändige Maßnahmen reduziert werden können. Sprockets take over in addition to the transmission of torque a wave or vice versa also the leadership of the chain itself, being from the latter condition the chain wear and thus also the Chain life is significantly affected. In addition to these pure mechanical factors arise in the operation of a chain drive, especially when the chain is being meshed with the sprocket and the Circulation of the chain on the sprocket, sometimes considerable, High-frequency noise, which only by appropriately complex measures can be reduced.

Aus der DE 39 42 761 A1 ist ein Kettenrad bekannt, das in einen äußeren Zahnkranz und eine Nabe aufgeteilt ist. Diese greifen mit Zahnprofilen formschlüssig ineinander, wobei die relativ dicke Trennfuge zwischen den beiden Teilen mit einem geräuschdämpfenden Material gefüllt ist. Die geräuschdämpfende Schicht entkoppelt den Zahnkranz des Kettenrads akustisch von den mit der Nabe verbundenen Maschinenteilen. Dadurch werden zum einen die Schwingungen der Kette und des Zahnkranzes gedämpft und zum anderen verhindert, dass sie auf weitere schallabstrahlende Maschinenteile übertragen werden. Das Kettenrad, das insbesondere bei Steuerkettentrieben von Brennkraftmaschinen eines Fahrzeugs eingesetzt wird, besitzt zu beiden Seiten des Zahnkranzes zusätzlich Dämpfungsringe, auf die die Laschen der Ketteglieder auflaufen und die somit das Geräusch und die hochfrequenten Schwingungen der Kette beim Auflaufen der Kette auf den Zahnkranz dämpfen. Da die dämpfende elastische Schicht im Kraftverlauf des Kettentriebs liegt, wird sie von den übertragenden Kräften und Momenten belastet. Sie ist daher in der Lage Lastspitzen, die z. B. durch das ungleichförmige Drehmoment einer Hubkolbenbrennkraftmaschine entstehen, zu verringern und dadurch die Gleichförmigkeit des übertragenen Drehmoments zu verbessern. Ferner wird dadurch die Gefahr vermindert, dass durch die Ungleichförmigkeit des Antriebs Bauteile zum Schwingen angeregt werden. Allerdings ist hierbei zu berücksichtigen, dass sich diese Schwingungen deutlich in der Frequenz von den Schwingungen unterscheiden, die beim Einspuren der Kette entstehen. Es ist daher sehr schwierig, geeignete Werkstoffe für die dämpfende Schicht zu wählen. From DE 39 42 761 A1 a sprocket is known, which in a outer sprocket and a hub is divided. These take part Tooth profiles form fit into each other, wherein the relatively thick Parting line between the two parts with a sound-absorbing Material is filled. The noise-damping layer decouples the Sprocket of the sprocket acoustically from those associated with the hub Machine parts. As a result, on the one hand, the vibrations of the chain and the ring gear muffled and on the other hand prevents them be transferred to other sound-emitting machine parts. The Sprocket, especially with timing chain drives of Internal combustion engine of a vehicle is used, has on both sides of the ring gear additionally damping rings on which the tabs of the Chain links accumulate and thus the noise and the high frequency oscillations of the chain when running the chain on the Damp ring gear. Because the damping elastic layer in the Force path of the chain drive, it is by the transmitting forces and moments burdened. It is therefore capable of peak loads, the z. B. by the non-uniform torque of a Reciprocating internal combustion engine arise to reduce and thereby the uniformity to improve the transmitted torque. Furthermore, this is the Danger diminished by the nonuniformity of the drive Components are excited to vibrate. However, this is too take into account that these vibrations clearly in the Distinguish frequency from the vibrations that occur when meshing Chain arise. It is therefore very difficult to use suitable materials to choose for the damping layer.

Es ist ferner aus der DE 199 06 003 A1 ein Kettenrad bekannt, dessen Zahnkranz mit der Nabe einstückig ausgebildet ist, wobei allerdings das Kettenrad zwischen dem Zahnkranz und der Nabe axial verlaufende Löcher aufweist, in denen Dämpfungselemente aus einem geräuschdämpfenden Material vorgesehen sind. Diese Dämpfungselemente vermindern zwar eine Abstrahlung von Geräuschen vom Kettenrad, sind aber nicht in der Lage zu verhindern, dass Schwingungen vom Kettenrad zur Nabe übertragen werden. It is also known from DE 199 06 003 A1 a sprocket whose Sprocket with the hub is formed integrally, although the sprocket between the sprocket and the hub axially extending Has holes in which damping elements of a noise-damping material are provided. These damping elements Although they reduce the emission of noise from the sprocket, they are unable to prevent vibrations from sprocket to Hub transferred.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kettenrad darzustellen, das in Umfangsrichtung ungleichförmige Lastspitzen durch Dämpfung reduziert und in axialer Richtung die Kette mit ausreichender Steifigkeit führt und gleichzeitig Einspurstöße und Schwingungen der Kette sowie dadurch entstehende Geräusche verringert. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object of the invention is to represent a sprocket the non-uniform in the circumferential direction load peaks by damping reduced and in the axial direction, the chain with sufficient Stiffness leads and at the same time Einspurstöße and vibrations of Chain and resulting noise is reduced. The task is achieved by the features of claim 1 according to the invention. Advantageous embodiments and further developments of the invention result from the dependent claims.

Nach der Erfindung ist der Zahnkranz mit einem radialen Spiel und einem axialen Spiel auf jeder Stirnseite zwischen dem Zentrierflansch und der Zentrierscheibe positioniert, so dass der Zahnkranz akustisch von der Nabe entkoppelt ist. Der Zahnkranz, der Zentrierflansch und die Zentrierscheibe sind formschlüssig durch mehrere auf den Umfang verteilte Mitnehmerbolzen drehfest verbunden und lagefixiert, wobei zwischen den Mitnehmerbolzen und den genannten Teilen mindestens eine elastische, dämpfende Schicht vorgesehen ist und die Mitnehmerbolzen in fluchtende Bohrungen der genannten Teile gepresst sind. Die dämpfende Schicht kann in vielen Varianten gestaltet werden, z. B. indem die Mitnehmerbolzen aus einem geeigneten elastischen Kunststoff gefertigt sind oder der Mitnehmerbolzen und die Schicht aus einem unterschiedlichen Dämpfungsmaterial bestehen. Dabei kann die Schicht mit den Bohrungen oder mit den Mitnehmerbolzen fest verbunden sein oder als eigenständiges Bauteil erst bei der Montage die endgültige Position einnehmen. According to the invention, the sprocket with a radial clearance and an axial play on each end face between the Centering flange and the centering positioned so that the sprocket acoustically decoupled from the hub. The sprocket, the Centering flange and centering are positively on by several the circumference distributed drive pin rotatably connected and fixed in position, wherein between the driving pins and the parts mentioned at least one elastic, damping layer is provided and the Driving pin pressed into aligned holes of the said parts are. The cushioning layer can be designed in many variants be, for. B. by the driving pins of a suitable elastic Plastic are made or the driving pin and the layer consist of a different damping material. It can the layer with the holes or with the driving pins firmly be connected or as an independent component until the assembly take the final position.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elastische Schicht in Achsrichtung der Mitnehmerbolzen eine größere Nachgiebigkeit aufweist als quer dazu. Dadurch können die Mitnehmerbolzen zum einen für die Anforderungen der Drehmomentübertragung und zum anderen für die Anforderungen der Schwingungsübertragung und Schallabstrahlung in Richtung der Mitnehmerbolzen ausgelegt werden. Da die Kräfte in axialer Richtung der Mitnehmerbolzen sehr gering sind, kann die elastische Schicht, die in dieser Richtung auf Schub beansprucht wird, sehr nachgiebig und weich dimensioniert werden, während die Nachgiebigkeit und Dämpfung in Übertragungsrichtung quer dazu durch die Dicke der Schicht und die Werkstoffeigenschaften des restlichen Querschnitts der Mitnehmerbolzen modifiziert werden kann. According to one embodiment of the invention, it is provided that the elastic layer in the axial direction of the driving pin a larger Has yielding as transverse to it. This allows the Mitnehmerbolzen on the one hand for the requirements of torque transmission and on the other for the requirements of vibration transmission and Sound radiation in the direction of the driving pins are designed. Since the forces in the axial direction of the driving pin very low are, the elastic layer that can thrust in this direction is claimed to be very yielding and soft, while the compliance and damping in the transmission direction across to the thickness of the layer and the material properties of the remaining cross section of the driving pin can be modified.

Ferner kann es vorteilhaft sein, in Kombination mit den bereits erwähnten Mitteln zu beiden Seiten des Zahnkranzes Fliehringe vorzusehen, die in ringförmige Ausnehmungen des Zentrierflansches und der Zentrierscheibe eingelassen sind, wobei der innere Durchmesser der Fliehringe größer ist als der innere Durchmesser der Ausnehmungen und die Stirnflächen der Fliehringe radial verschiebbar an Gegenflächen der Ausnehmungen und des Zahnkranzes anliegen. Während des Betriebs laufen die Laschen der Kette auf die Fliehringe auf und versuchen diese nach unten zu drücken. Durch die Bewegung der Fliehringe in den Ausnehmungen und durch die Reibung an den Stirnwänden werden Schwingungen der Kette reduziert und Einspurgeräusche der Kette verringert. Furthermore, it may be advantageous, in combination with the already mentioned means on both sides of the sprocket Fliehringe to be provided in the annular recesses of the centering and the Centering disc are recessed, wherein the inner diameter of the Fliehringe is greater than the inner diameter of the recesses and the end faces of the flow rings radially displaceable Abut surfaces of the recesses and the sprocket. During the Operating the tabs of the chain run on the Fliehringe and try pushing them down. Through the movement of Fliehringe in the recesses and by the friction on the end walls the vibrations of the chain are reduced and the single-gear sounds of the chain reduced.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages result from the following Drawing description. In the drawing is an embodiment of the invention shown. The description and claims contain numerous Features in combination. The skilled person will become the characteristics expediently also consider individually and to meaningful further Combine combinations.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß Kettenrad. The single FIGURE shows a longitudinal section through an inventive Sprocket.

Ein Kettenrad 10 ist aus einem Zentrierflansch mit einer Nabe 13, einer Zentrierscheibe 12 und einem Zahnkranz 17 aufgebaut. Die Zentrierscheibe 12 sitzt auf einem Zentrierbund 15 des Zentrierflansches 11 und liegt axial mit einer Stirnfläche 16 an einer Schulter 14 des Zentrierflansches 11 an. So entsteht zwischen dem Zentrierflansch 11 und der Zentrierscheibe 12 ein zum Umfang hin offener Zwischenraum, in dem das Kettenrad 10 angeordnet ist. Nach der Montage des Kettenrades 10 und der Zentrierscheibe 12 wird die Zentrierscheibe 12 durch nicht näher dargestellte Schrauben oder andere Befestigungsmittel mit dem Zentrierflansch 11 fest verbunden. A sprocket 10 is constructed of a centering flange with a hub 13 , a centering disc 12 and a ring gear 17 . The centering disk 12 is seated on a centering collar 15 of the centering flange 11 and abuts axially with an end face 16 against a shoulder 14 of the centering flange 11 . Thus, between the centering flange 11 and the centering disk 12, a space open towards the circumference, in which the sprocket 10 is arranged. After the assembly of the sprocket 10 and the centering disc 12, the centering plate 12 is rigidly connected by screws, not shown, or other fasteners with the centering flange. 11

Der Zwischenraum zwischen dem Zentrierflansch 11 und der Zentrierscheibe 12 ist so bemessen, dass das Kettenrad 10 eine solche Position einnehmen kann, dass es zu beiden Stirnseiten hin ein axiales Spiel 19 und am inneren Umfang ein radiales Spiel 18 aufweist. Die Position des Kettenrades 10 wird durch mehrere über den Umfang verteilte Mitnehmerbolzen 20 fixiert, die in Bohrungen 22 der Zentrierscheibe 12, in Bohrungen 23 des Zahnkranzes 17 und in Bohrungen 24des Zentrierflansches 11 eingepresst sind. Die Mitnehmerbolzen 20 besitzen mindestens eine elastische Schicht 21, können aber auch ganz aus einem geeigneten dämpfenden, elastischen Material bestehen, z. B. Kunststoff. Die elastische Schicht 21 ist zweckmäßigerweise mit dem Mitnehmerbolzen 20 fest verbunden. Es ist jedoch auch möglich, dass sie in axialer Richtung unterteilt ist und in den Bohrungen 22, 23, 24 als Schicht 21 aufgespritzt oder darin befestigt ist. Sie kann ferner ein eigenständiges Bauteil sein, das durch das Einpressen der Mitnehmerbolzen 20 bei der Montage in den Bohrungen 22, 23, 24 fixiert wird. The intermediate space between the centering flange 11 and the centering disk 12 is dimensioned such that the sprocket 10 can assume such a position that it has an axial play 19 on both end faces and a radial clearance 18 on the inner circumference. The position of the sprocket 10 is fixed by a plurality of circumferentially distributed driving pins 20 which are pressed into holes 22 of the centering disk 12 , in holes 23 of the ring gear 17 and in bores 24 of the centering 11 . The driving pins 20 have at least one elastic layer 21 , but may also consist entirely of a suitable damping, elastic material, for. B. plastic. The elastic layer 21 is suitably firmly connected to the driving pin 20 . However, it is also possible that it is divided in the axial direction and is sprayed in the bores 22 , 23 , 24 as a layer 21 or fixed therein. It can also be an independent component, which is fixed by the pressing of the driving pins 20 during assembly in the bores 22 , 23 , 24 .

Die Dicke der elastischen Schicht 21 ist frei wählbar. Sie hängt im Wesentlichen von den Randbedingungen des Einsatzfalls ab, insbesondere der zu übertragenden Kräfte und Momente sowie dem Schwingungsverhalten des Kettentriebs und den Werkstoffeigenschaften. Sie kann in Verbindung mit den Werkstoffeigenschaften des übrigen Querschnitts des Mitnehmerbolzens 20 so abgestimmt werden, dass der Mitnehmerbolzen 20 mit der Schicht 21 in axialer Richtung eine größere Nachgiebigkeit aufweist, als in einer Richtung quer dazu. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Dicke der Schicht 21 relativ zum Durchmesser des Mitnehmerbolzens 20 gering ist, z. B. dass das Verhältnis von Dicke zum Durchmesser kleiner als 0,2 ist, und dass ihr Material deutlich nachgiebiger ist als das des Mitnehmerbolzens 20. The thickness of the elastic layer 21 is arbitrary. It depends essentially on the boundary conditions of the application, in particular the forces and moments to be transmitted and the vibration behavior of the chain drive and the material properties. It can be adjusted in conjunction with the material properties of the rest of the cross section of the driving pin 20 so that the driving pin 20 with the layer 21 in the axial direction has a greater compliance, as in a direction transverse thereto. This can be achieved in that the thickness of the layer 21 is low relative to the diameter of the driving pin 20 , z. B. that the ratio of thickness to diameter is less than 0.2, and that their material is much more flexible than that of the driving pin 20th

Am Umfang des Zentrierflansches 11 und der Zentrierscheibe 12 sind ringförmige Ausnehmungen 27, 28 vorgesehen. In diese sind Fliehringe 25, 26 eingelassen, deren innerer Durchmesser größer ist als der innere Durchmesser der Ausnehmungen 27, 28, so dass sie sich radial in den Ausnehmungen 27, 28 bewegen können. Dabei liegen sie mit ihren Stirnseiten an Gegenflächen der Ausnehmungen 27, 28 und des Zahnkranzes 17 an. Durch die radiale Bewegung der Fliehringe 25, 26 in den Ausnehmungen 27, 28 wird infolge der Reibung an den Anlageflächen die Schwingung einer nicht näher dargestellten Kette gedämpft, deren Kettenglieder mit ihren Laschen an den Fliehkraftringen 25, 26 anliegen. At the periphery of the Zentrierflansches 11 and the centering disk 12 annular recesses 27 , 28 are provided. In this flow rings 25 , 26 are embedded, whose inner diameter is greater than the inner diameter of the recesses 27 , 28 so that they can move radially in the recesses 27 , 28 . They lie with their end faces against mating surfaces of the recesses 27 , 28 and the ring gear 17 . Due to the radial movement of the flow rings 25 , 26 in the recesses 27 , 28 , the vibration of a chain, not shown, is damped due to the friction on the contact surfaces whose chain links rest with their tabs on the centrifugal force rings 25 , 26 .

Claims

1. sprocket with a sprocket, which is positively connected to a hub with the interposition of elastic damping elements, characterized in that the sprocket ( 17 ) with a radial clearance ( 18 ) and an axial clearance ( 19 ) on each end face between a centering flange ( 11 ) and a centering disc ( 12 ) is positioned and that the ring gear ( 17 ), the centering flange ( 11 ) and the centering disc ( 12 ) by a plurality of circumferentially distributed driving pins ( 20 ) rotatably connected and fixed in position, at least at the periphery of an elastic , damping layer ( 21 ) and in holes ( 22 , 23 , 24 ) of said parts ( 11 , 12 , 17 ) are pressed.

2. sprocket according to claim 1, characterized in that the driving pins ( 20 ) are made of plastic.

3. sprocket according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic layer ( 21 ) in the axial direction of the driving pins ( 20 ) has a greater flexibility transversely thereto.

4. Sprocket according to one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the elastic layer ( 21 ) relative to the diameter of the driving pin ( 20 ) is low.

5. Sprocket according to one of the preceding claims, characterized in that the layer ( 21 ) has a greater elasticity than the rest of the driving pin ( 20 ).

6. sprocket according to one of the preceding claims, characterized in that the centering flange ( 11 ) and the centering disc ( 12 ) on the circumference annular recesses ( 27 , 28 ) adjacent to the sprocket ( 17 ) and Fliehringe ( 25 , 26 ) receive, whose inner diameter is greater than the inner diameter of the recesses ( 27 , 28 ) and which abut with their end faces radially displaceable on mating surfaces of the recesses ( 27 , 28 ) and the ring gear ( 17 ).