DE19908672C1

DE19908672C1 - Cog belt drive element has open profiled channels at spaced points along cog tooth profile extending between opposite end faces of cog belt drive element

Info

Publication number: DE19908672C1
Application number: DE1999108672
Authority: DE
Inventors: Peter Baeumler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2001-02-15
Anticipated expiration: 2019-02-27

Abstract

The cog belt drive element, e.g. a cog belt or cog belt wheel, has open profiled channels (3), extending from one end face to the other of the cog belt drive element, provided in its tooth flank surfaces, for escape of the displaced air upon engagement of the cooperating cog teeth, with variation of the channel profile in dependence on its position relative to the cog tooth profile.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnriementriebelement mit einer Zahnflanken, Zahnköpfe und Zahnfüße bildenden Zahnung, wobei die im Einsatz des Zahnriementriebelements der Zahnung eines weiteren Zahnriementriebelements zugewandte Kontaktfläche der Zahnköpfe und der Zahnfüße offene, geradlinige und jeweils von einer zur anderen Stirnseite des Zahnriementriebelements durchgehende Kanäle aufweist.The invention relates to a toothed belt drive element with a tooth flank, tooth heads and Tooth-forming toothing, which in use of the toothed belt drive element of the toothing Another toothed belt drive element facing contact surface of the tooth heads and Tooth feet open, straight and from one to the other end of the Timing belt drive element has continuous channels.

Beim Lauf eines Zahnriementriebs tritt oftmals eine erhebliche Geräuschentwicklung auf, die zum Teil auf das schlagartige Entweichen von Luft aus den Zahnnuten beim Einkämmen der Zähne zurückzuführen ist. Aus der US 2,941,413 ist ein Zahnriementriebelement, konkret ein Zahnriemen, der eingangs genannten Art bekannt. Die durchgehenden Kanäle auf den Zahnköpfen und in den Zahnfüßen erlauben eine Abfuhr der eingefangenen Luft zu den Stirnseiten des Zahnriemens und damit einen geräuschgeminderten Lauf des Zahnriemens.When running a toothed belt drive, there is often considerable noise, the partly due to the sudden escape of air from the tooth grooves when combing the Teeth. From US 2,941,413 is a toothed belt drive element, specifically a Timing belt, of the type mentioned. The continuous channels on the Tooth tips and in the tooth feet allow the trapped air to be removed to the Front sides of the toothed belt and thus a noise-reduced running of the toothed belt.

Aus der JP 60-234172 A2 ist ein Zahnrad bekannt, das allein auf den Zahnköpfen von einer zur anderen Stirnseite durchgehende Kanäle aufweist, die ebenfalls zur Geräuschminderung dienen sollen.From JP 60-234172 A2 a gear is known, which is on the tooth heads from one to the other has other channels through channels that also serve to reduce noise should.

Aus der US 2,988,925 ist ein Zahnriemen bekannt, der allein auf den Zahnköpfen einen oder mehrere Kanäle aufweist.From US 2,988,925 a toothed belt is known, the one or only on the tooth tips has multiple channels.

Der beschriebene Stand der Technik weist allerdings jeweils den Nachteil auf, daß in den Zahnflanken weiterhin die Kontaktflächen weitgehend eben sind. Gerade dort wird zumindest zum größten Teil die Kraft zwischen den miteinander kämmenden Zahnriementriebelementen übertragen und somit auch ein Großteil des Laufgeräuschs erzeugt.The described prior art, however, has the disadvantage that in the Tooth flanks continue to be largely flat. At least there is at least for the most part the force between the intermeshing toothed belt drive elements transmitted and thus also generates a large part of the running noise.

Aus der EP 0 064 576 B1 sind Zahnriemen bekannt, die auf ihrer gesamten Kontaktfläche Vorsprünge aufweisen, um im Lauf eine Dämpfung des Kontakts und damit eine Geräuschminderung zu erreichen. Das Anbringen der Vorsprünge ist allerdings aufwendig und damit kostenintensiv.Toothed belts are known from EP 0 064 576 B1 which cover their entire contact surface Have projections in order to dampen the contact and thus a To achieve noise reduction. The attachment of the projections is complex and therefore costly.

Um einen möglichst geräuscharmen Lauf zu erreichen, wird in der DE 39 31 480 C2 vorgeschlagen, an jedem Zahn eines Zahnriemens ein in seine Kopffläche eingebettetes Kopfstück aus einem gegenüber dem Riemenmaterial elastisch weicheren Werkstoff vorzusehen. Hierdurch soll das Auflaufen des Zahnriemens auf das Zahnriemenrad gedämpft werden. Das Aufsetzen dieses elastischen Materials in die Zahnradnut beeinflußt jedoch nicht in erheblicher Weise die Art der Luftverdrängung aus der Zahnradnut, so daß dieser Anteil der Geräuschentwicklung nicht bedeutend gemindert wird.In order to achieve a run that is as quiet as possible, DE 39 31 480 C2 proposed, on each tooth of a toothed belt an embedded in its head surface To provide headpiece made of a material that is elastically softer than the belt material. This is intended to dampen the running of the toothed belt on the toothed belt wheel. The Placing this elastic material in the gear groove does not affect significantly Way the type of air displacement from the gear groove, so that this portion of the Noise is not significantly reduced.

Schließlich ist aus der US 5,417,617 ein Zahnrad bekannt, das in den Zahnradnuten Luftöffnungen aufweist, durch die die in der Zahnradnut beim Einkämmen eines Zahnkopfes eingefangene Luft entweichen kann. Hierdurch wird lediglich in einem kleinen Bereich der Kontaktfläche eine Maßnahme ergriffen, deren Wirkung für die Geräuschminderung entsprechend eingeschränkt ist.Finally, a gear is known from US 5,417,617, which in the gear grooves Has air openings through which in the gear groove when meshing a tooth head trapped air can escape. As a result, the Take a measure of the contact surface, its effect on noise reduction is restricted accordingly.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstig herstellbares Zahnriementriebelement zur Verfügung zu stellen, mit dem eine geringere Geräuschentwicklung im Betrieb erreicht werden kann.It is an object of the present invention to produce an inexpensive one To provide timing belt drive element with which a lower noise can be achieved in operation.

Diese Aufgabe wird bei einem Zahnriementriebelement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zusätzlich die Kontaktfläche der Zahnflanken mit derartigen Kanälen versehen ist.This object is achieved in a toothed belt drive element of the type mentioned solved that in addition the contact surface of the tooth flanks is provided with such channels.

Die Kanäle in den Zahnflanken erlauben auch dort ein weitgehend ungestörtes Entweichen von Luft und verhindern somit eine verstärkte Geräuschbildung aufgrund einer ansonsten schlagartigen Luftverdrängung. Die Maßnahme ist gerade im Bereich der Zahnflanken wirkungsvoll, da dort die Kraftübertragung zwischen den miteinander kämmenden Zahnriementriebelementen erfolgt, also der Kontakt zwischen den miteinander kämmenden Teilen am intensivsten ist.The channels in the tooth flanks also allow a largely undisturbed escape from there Air and thus prevent increased noise due to an otherwise abrupt air displacement. The measure is particularly in the area of the tooth flanks effective, since there the power transmission between the meshing Toothed belt drive elements takes place, i.e. the contact between the meshing ones Sharing is most intense.

Das erfindungsgemäße Zahnriementriebelement kann auch so ausgebildet sein, daß die Kanäle parallel zur Drehachse des Zahnriementriebelements verlaufen. Ein solcher Verlauf der Kanäle kann insbesondere im Falle von Zahnriemen wesentlich einfacher hergestellt werden als ein über die Breite der Kontaktfläche variierender oder schräger Verlauf.The toothed belt drive element according to the invention can also be designed so that the channels run parallel to the axis of rotation of the toothed belt drive element. Such a course of the channels can be made much easier than an over, especially in the case of timing belts the width of the contact surface varying or oblique course.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße Zahnriementriebelement so ausgebildet sein, daß der Abstand zweier benachbarter Kanäle zueinander in Längsrichtung des Zahnriementriebelements gesehen variiert, höchstens jedoch 1/4 des Abstandes zweier benachbarter Zahnköpfe beträgt. Furthermore, the toothed belt drive element according to the invention can be designed so that the Distance between two adjacent channels in the longitudinal direction of the toothed belt drive element seen varies, but at most 1/4 of the distance between two adjacent tooth heads.

Hierdurch soll ausgeschlossen werden, daß während des Laufs des Zahnriementriebs durch gleichbeabstandete Kanäle möglicherweise ein Resonanzeffekt auftritt, der wiederum zu unerwünschter Geräuschbildung führen könnte.This is to rule out that during the course of the toothed belt drive equally spaced channels, a resonance effect may occur, which in turn increases could cause unwanted noise.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße Zahnriementriebelement so ausgebildet sein, daß die Tiefe und/oder die mittlere Breite der Kanäle variiert, höchstens jedoch 1/4 der Zahnhöhe beträgt.Furthermore, the toothed belt drive element according to the invention can be designed so that the The depth and / or the average width of the channels varies, but at most 1/4 of the tooth height is.

Das erfindungsgemäße Zahnriementriebelement kann auch so ausgebildet sein, daß die Kanäle durch einen wellenförmigen Verlauf der Kontaktfläche gebildet sind.The toothed belt drive element according to the invention can also be designed so that the channels are formed by a wavy course of the contact surface.

Weitere Ausbildungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Zahnriementriebelements sind schließlich durch die Unteransprüche 6 bis 9 gegeben.Further training options for the toothed belt drive element according to the invention are finally given by subclaims 6 to 9.

Im folgenden werden beispiel- und vorteilhafte Ausbildungsformen des erfindungsgemäßen Zahnriementriebelements anhand von Figuren dargestellt.The following are exemplary and advantageous training forms of the invention Toothed belt drive element shown with reference to figures.

Es zeigen die Fig. 1 bis 6 jeweils schematisch die Kontur eines Zahns eines Zahnriemens mit unterschiedlichen Kanalanordnungen.There, Figs. 1 to 6 each schematically the contour of a tooth of a toothed belt with different channel arrangements.

Fig. 1 zeigt den Zahn 1 eines Zahnriemens im Querschnitt. Eine Kontaktfläche 2, die im Einsatz des Zahnriemens einem hier nicht dargestellten Zahnriemenrades zugewandt ist, weist Kanäle 3 auf. Die über den Kanälen 3 gezeichneten Punkte deuten das Hauptprofil 4 der Zahnung, das ohne die Kanäle 3 gegeben wäre, an. Die Kanäle 3 verlaufen geradlinig über die gesamte Breite der Kontaktfläche 2. Beim Einkämmen des Zahnes 1 in eine hier nicht dargestellte Zahnnut kann die in der Zahnnut befindliche Luft durch die Kanäle 3 seitlich entweichen. Fig. 1 shows the tooth 1 of a toothed belt in cross section. A contact surface 2 , which in use of the toothed belt faces a toothed belt wheel (not shown here), has channels 3 . The points drawn above the channels 3 indicate the main profile 4 of the toothing, which would be given without the channels 3 . The channels 3 run in a straight line over the entire width of the contact surface 2 . When combing the tooth 1 into a tooth groove (not shown here), the air in the tooth groove can escape laterally through the channels 3 .

Fig. 2 entspricht weitgehend Fig. 1. In Fig. 2 weisen die Kanäle 3 jedoch unregelmäßige Abstände zueinander auf. Hierdurch kann vermieden werden, daß durch eine Regelmäßigkeit der Kanalabstände Resonanzeffekte auftreten, die wiederum zu unerwünschter Geräuschbildung führen könnten. FIG. 2 largely corresponds to FIG. 1. In FIG. 2, however, the channels 3 have irregular distances from one another. This can prevent the regularity of the channel spacing from causing resonance effects, which in turn could lead to undesirable noise generation.

In Fig. 3 weisen die Kanäle 3 neben unregelmäßigen Abständen auch in unregelmäßiger Verteilung unterschiedliche Tiefen und Breiten auf. In Fig. 3, the channels 3 in addition to irregular intervals have different depths and widths and in an irregular distribution.

In Fig. 4 ist das Hauptprofil der Zahnung durch eine Strichpunktierung 4 dargestellt. Der höherfrequente tatsächliche Verlauf 5 der Kontaktfläche 2 ist mit durchgezogener Linie gezeichnet. Während das Verhältnis der Wellenlänge des Verlaufs 5 der Kontaktfläche zu der des Hauptprofils 4 in Fig. 4 etwa 1 : 6 beträgt, ist dieses in Fig. 5 etwa 1 : 20. Zudem ändert sich im Bereich der Zahnflanken 6 die Wellenform im Vergleich zu der im Bereich des Zahnfußes 7 und der des Zahnkopfes 8. Im Bereich der Zahnflanken 6 ist der Verlauf 5 nahezu treppenförmig, was die Herstellbarkeit des Zahnriemens erleichtern kann, ohne daß hierdurch die Wirksamkeit des gewählten Verlaufs 5 in Frage gestellt ist.In Fig. 4, the main profile of the toothing is shown by a dash-dotted line 4 . The higher-frequency actual course 5 of the contact surface 2 is drawn with a solid line. While the ratio of the wavelength of the course 5 of the contact surface to that of the main profile 4 in FIG. 4 is approximately 1: 6, this is approximately 1: 20 in FIG. 5. In addition, the wave form in the region of the tooth flanks 6 changes compared to that in the area of the tooth base 7 and that of the tooth head 8 . In the area of the tooth flanks 6 , the course 5 is almost step-shaped, which can facilitate the manufacture of the toothed belt, without thereby jeopardizing the effectiveness of the selected course 5 .

Fig. 6 schließlich zeigt ebenfalls einen wellenförmigen Verlauf 5 der Kontaktfläche, bei dem die Wellenlänge unregelmäßig variiert. , FIG. 6 also has a wavy course 5 shows the contact area in which the wavelength varies irregularly.

Reference list

11

Zahn
tooth

22nd

Kontaktfläche
Contact area

33rd

Kanal
channel

44

Hauptprofil
Main profile

55

Verlauf der Kontaktfläche
Course of the contact area

66

Zahnflanken
Tooth flanks

77

Zahnfuß
Tooth base

88th

Zahnkopf
Tooth head

Claims

1. Toothed belt drive element with a tooth flank ( 6 ), tooth heads ( 8 ) and tooth feet ( 7 ) forming teeth, the contact surface ( 2 ) of the tooth heads ( 8 ) and the tooth feet ( 7 ) open when the toothed belt drive element is facing the toothing of another toothed belt drive element , rectilinear and in each case from one to the other end face of the toothed belt drive element ( 3 ), characterized in that the contact surface ( 2 ) of the tooth flanks is additionally provided with such channels ( 3 ).

2. Toothed belt drive element according to claim 1, characterized in that the channels ( 3 ) run parallel to the axis of rotation of the toothed belt drive element.

3. Toothed belt drive element according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between two adjacent channels ( 3 ) to each other seen in the longitudinal direction of the toothed belt drive element varies, but at most 1/4 of the distance between two adjacent tooth heads ( 8 ).

4. Timing belt drive element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the depth and / or the average width of the channels ( 3 ) varies, but at most 1/4 of the tooth height.

5. Timing belt drive element according to claim 1 or 2, characterized in that the channels are formed by a wavy course of the contact surface ( 2 ).

6. Toothed belt drive element according to claim 5, characterized in that the wavelength of the course of the contact surface ( 2 ) seen in the longitudinal direction of the toothed belt drive element varies, but at most 1/6 of the distance between two adjacent tooth heads ( 8 ).

7. Timing belt drive element according to claim 3, 4 or 6, characterized in that a stochastic distribution of the variable size in the longitudinal direction of the Toothed belt drive element is given.

8. Timing belt drive element according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that it is a toothed belt with teeth on one or both sides.

9. Timing belt drive element according to one of claims 1 to 7, characterized characterized that it is a toothed belt wheel.