DE19954808A1

DE19954808A1 - Toothed belt drive with at least two chain wheels comprises surfaces whose coefficient of friction is minimized by various means so that their wear is reduced while in mesh

Info

Publication number: DE19954808A1
Application number: DE1999154808
Authority: DE
Inventors: Peter Urban; Steffen Hunkert
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-11-13
Filing date: 1999-11-13
Publication date: 2001-05-31

Abstract

The toothed belt drive with at least two chain wheels comprises surfaces whose coefficient of friction is minimized by various means so that their wear is reduced while in mesh involving relative translational displacements.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zahnriementrieb gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a toothed belt drive according to the preamble of Main claim.

Um den auftretenden Verschleiß in einem Zahnriementrieb möglichst gering zu halten ist es bekannt, DE 42 26 999 A1, die Teilung der Riemenzähne eines Zahnriemens kleiner als diejenige Teilung der Scheibenzähne einer Zahnriemenscheibe auszuführen, so daß der erste mit den Scheibenzähnen der Zahnriemenscheibe in Kontakt kommende Riemenzahn praktisch lastfrei in die Zahnlücke der Zahnscheibe einläuft, wobei die Last bis zum Ende des Zahneingriffs stetig ansteigt. Bei einer weiteren bekannten Lösung zur Reibungsreduzierung beim Einlaufen eines Riemenzahnes in die Zahnlücke zwischen zwei Scheibenzähne ist es bekannt, DE 33 06 490 A1, einen schmalen Riemenzahn erst in einer Zahnlücke einer Zahnriemenscheibe elastisch zu verbreitern, was dadurch erreicht wird, daß beispielsweise am Kopf eines Zahnriemenzahnes ein Vorsprung angeordnet ist, der am Boden der Zahnlücke zwischen zwei Scheibenzähnen aufliegt und einen Riemenzahn aufgrund der Riemenspannung elastisch an die Zahnflanken der Scheibenzähne anformt.To keep the wear in a toothed belt drive as low as possible it is known from DE 42 26 999 A1, the pitch of the belt teeth of a toothed belt smaller as that division of the pulley teeth of a toothed belt pulley so that the first to come into contact with the pulley teeth of the toothed belt pulley Belt tooth runs practically load-free into the tooth space of the toothed pulley, the load steadily increases until the end of the tooth mesh. In another known solution for Reduced friction when a belt tooth runs into the tooth gap between It is known from two disk teeth, DE 33 06 490 A1, a narrow belt tooth elastically widen in a tooth gap of a toothed belt pulley, which in turn is achieved that, for example, a head on a toothed belt tooth is arranged, which rests on the bottom of the tooth gap between two disc teeth and a belt tooth resilient to the tooth flanks due to the belt tension Forms disc teeth.

Nachteilig an den bekannten Ausführungen ist zum einen, daß durch die Änderung der Teilung einer Zahnriemenscheibe Zahnflankenspiel entstehen kann, welches insbesondere bei Steuerriemen für die Ventilsteuerung von Brennkraftmaschinen ausgeschlossen werden muß oder daß bei einer erzwungenen elastischen Verformung Arbeit zu verrichten ist, die den Wirkungsgrad eines Zahnriementriebes negativ beeinflußt.A disadvantage of the known designs is that the change in the Division of a toothed belt pulley backlash can occur, which especially for timing belts for valve timing of internal combustion engines must be excluded or that with a forced elastic deformation Work to be done that negatively affects the efficiency of a timing belt drive influenced.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zahnriementrieb zur Verfügung zu stellen, der bei gesteigerter Lebensdauer und hohem Wirkungsgrad optimiert ausgebildet ist.The object of the invention is to provide a toothed belt drive, which at increased life and high efficiency is optimized.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebene technische Lehre vermittelt. The solution to this problem is in connection with the generic terms according to the invention in the characterizing part of claim 1 communicates the specified technical teaching.

Ein solcher Zahnriementrieb mit mindestens zwei Zahnriemenscheiben und einem diese umschlingenden Zahnriemen mit wechselweise ineinander eingreifenden Zähnen und Zahnlücken, je Zahn einer Zahnriemenscheibe mit zwei Zahnflanken und einem Zahnkopf mit einer radialen Außenfläche und mit einem zwischen zwei Zähnen angeordneten Zahngrund ist dadurch verschleißmindernd ausgebildet, daß diejenigen Oberflächen des Zahnriementriebes, welche im Betrieb eine verschleißfördernde Relativbewegung zueinander aufweisen, mit einer Oberfläche mit einem verminderten Reibungsbeiwert versehen sind.Such a toothed belt drive with at least two toothed belt pulleys and one of these looping toothed belt with alternately intermeshing teeth and Tooth gaps, each tooth of a toothed belt pulley with two tooth flanks and one Tooth tip with a radial outer surface and with one between two teeth arranged tooth base is designed to reduce wear that those Surfaces of the toothed belt drive, which is a wear-promoting in operation Have relative movement to each other, with a surface with a diminished Friction coefficient are provided.

Die in die Zahnlücken einer Zahnriemenscheibe einlaufenden Riemenzähne eines Zahnriemens übertragen die Antriebskraft über einen Formschluß, wobei die Zahnköpfe der Zahnriemenscheibe eine Riemenauflage für den Zahnriemen bilden, so daß Anteile der zu übertragenden Umfangskraft über einen Kraftschluß zwischen Zahnriemen und Zahnriemenscheibe übertragen werden. Im Einlaufbereich der Riemenzähne in die Zahnlücken der Zahnriemenscheibe erfolgt eine etwa translatorische Relativbewegung zwischen den beteiligten Zahnflanken, so daß hier durch eine Reduzierung des Reibungsbeiwertes der Verschleiß des Zahnriementriebes deutlich vermindert werden kann. Diese Reibungsverminderung kann durch einzelne bekannten Maßnahmen oder in Kombination mehrerer solcher bekannter Maßnahmen erzielt werden.The belt teeth of one running into the tooth gaps of a toothed belt pulley Timing belts transmit the driving force via a positive connection, the tooth heads the toothed belt pulley form a belt support for the toothed belt, so that shares the circumferential force to be transmitted via a frictional connection between the toothed belt and Toothed belt pulley are transmitted. In the inlet area of the belt teeth in the Tooth gaps in the toothed belt pulley result in an approximately translational relative movement between the tooth flanks involved, so that here by reducing the Friction coefficient, the wear of the toothed belt drive can be significantly reduced can. This reduction in friction can be done by individual known measures or in Combination of several such known measures can be achieved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus und in Kombination mit den weiteren Unteransprüchen.Further advantageous configurations of the subject matter of the invention result from and in combination with the other subclaims.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung sind die Zahnflanken der Scheibenzähne mit einer geringen Rauhtiefe versehen, wobei diese verbesserte Oberflächenqualität beispielsweise durch eine mechanische Bearbeitung wie etwa mittels Schleifen oder Polieren erzeugt werden kann.According to a particularly preferred embodiment of the subject of the invention the tooth flanks of the disc teeth have a shallow roughness, whereby this improved surface quality, for example through a mechanical Processing such as can be generated by grinding or polishing.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des Zahnriementriebes, bei dem die Oberflächen der Zahnflanken mindestens teilweise mit einer die Reibung vermindernden Beschichtung versehen sind, welche beispielsweise aus PTFE oder Graphit bestehen kann. An embodiment of the toothed belt drive in which the Surfaces of the tooth flanks at least partially with a friction reducing Are provided coating, which consist for example of PTFE or graphite can.

Als weitere sich positiv auswirkende Maßnahme können die radial nach außen gerichteten Flächen der Zahnscheibe, also die Zahnköpfe, welche eine Riemenauflage für den Zahnriemen bilden, mit einer größeren Rauhtiefe und/oder mit einer Oberflächenstruktur ausgestattet sein, so daß sich der Anteil der über Kraftschluß übertragbaren Umfangskraft weiter erhöht und die einzelnen Scheibenzähne geringer beansprucht werden, wodurch sich die Lebensdauer des Zahnriemens deutlich erhöht. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben.As a further positive measure, the radially outward directed surfaces of the toothed pulley, i.e. the tooth heads, which have a belt support form for the timing belt, with a greater roughness depth and / or with a Surface structure must be equipped so that the proportion of the frictional connection transferable circumferential force further increased and the individual disc teeth lower be stressed, which significantly increases the life of the toothed belt. An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to a drawing described.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Zahnriementriebes mit einer Zahnriemenscheibe und einem Zahnriemen in einer Seitenansicht. Fig. 1 shows part of a toothed belt drive with a toothed belt pulley and a toothed belt in a side view.

Der Zahnriementrieb besteht aus mindestens zwei Zahnriemenscheiben 1 und einem diese umschlingenden Zahnriemen 2, auf den eine Spann- bzw. Umlenkrolle 8 seitlich einwirkt. Die Riemenzähne 9 des Zahnriemens 2 greifen in Zahnlücken 7 zwischen Scheibenzähne 3 der Zahnriemenscheibe 1 ein, wobei sich im Einlaufbereich in einer radialen Richtung eine etwa translatorische Relativbewegung zwischen einer Zahnflanke 7 eines Scheibenzahnes 3 und der eines Riemenzahnes 9 einstellt. Die Zahnflanke 7 der Zahnriemenscheibe 1 ist mit einem verminderten Reibungsbeiwert versehen, was dadurch erreicht ist, daß die Oberfläche entweder mit einer geringen Rauhtiefe, beispielsweise durch mechanische Bearbeitung geschliffen oder poliert, ausgebildet ist oder dadurch, daß die Oberflächen der Zahnflanken 7 mit einer die Reibung vermindernden Beschichtung versehen sind, die beispielsweise aus PTFE oder Graphit besteht.The toothed belt drive consists of at least two toothed belt pulleys 1 and a toothed belt 2 wrapping around them, on which a tensioning or deflecting roller 8 acts laterally. The belt teeth 9 of the toothed belt 2 engage in tooth gaps 7 between pulley teeth 3 of the toothed belt pulley 1 , an approximately translational relative movement between a tooth flank 7 of a pulley tooth 3 and that of a belt tooth 9 occurring in a radial direction in the inlet area. The tooth flank 7 of the toothed belt pulley 1 is provided with a reduced coefficient of friction, which is achieved in that the surface is either designed with a low surface roughness, for example ground or polished by mechanical processing, or in that the surfaces of the tooth flanks 7 have a friction reducing coating are provided, which consists for example of PTFE or graphite.

Die Zahnflanken der Riemenzähne 9 können ebenfalls mittels einer Oberfläche mit vermindertem Reibungsbeiwert versehen sein. Um den Kraftschluß zwischen den Zahnköpfen 6 der Zahnriemenscheibe 1, die als Riemenauflage dienen und dem Zahnriemen 2 und damit die Anteile der dadurch übertragbaren Umfangskraft zu vergrößern, sind die radial nach außen gerichteten Flächen der Zahnriemenscheibe 1 mit einer größeren Rauhtiefe und/oder mit einer entsprechenden Oberflächenstruktur ausgebildet.The tooth flanks of the belt teeth 9 can also be provided with a surface with a reduced coefficient of friction. In order to increase the frictional connection between the tooth heads 6 of the toothed belt pulley 1 , which serve as a belt support and the toothed belt 2 and thus the proportions of the circumferential force that can be transmitted thereby, the radially outward-facing surfaces of the toothed belt pulley 1 have a greater roughness depth and / or a corresponding one Surface structure formed.

Claims

1. Toothed belt drive consisting of at least two toothed belt pulleys and a toothed belt encircling them with alternately intermeshing teeth and tooth gaps, each tooth with two tooth flanks and on the teeth of a toothed belt pulley per tooth with a tooth head with a radial outer surface and with a groove base arranged between two teeth, characterized that those surfaces of the toothed belt drive which have a wear-promoting translational relative movement to one another are provided with a surface with a reduced coefficient of friction.

2. Toothed belt drive according to claim 1, characterized in that the tooth flanks ( 7 ) of the pulley teeth ( 3 ) have a low roughness depth.

3. Toothed belt drive according to claim 2, characterized in that the tooth flanks ( 7 ) of the toothed belt pulley ( 1 ) are ground or polished.

4. Toothed belt drive according to claim 1, characterized in that the tooth flanks ( 7 ) are at least partially provided with a friction-reducing coating.

5. Timing belt drive according to claim 4, characterized in that the coating made of PTFE or graphite.

6. Timing belt drive according to claim 1, characterized in that the radially outwardly facing surfaces of the toothed belt pulley ( 1 ) are equipped with a large roughness depth and / or with a coarse surface structure.