DE202017102048U1

DE202017102048U1 - gear unit

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Publication number: DE202017102048U1
Application number: DE202017102048.7U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2017-05-05
Anticipated expiration: 2027-04-07

Abstract

Getriebeeinheit (1), aufweisend eine erste Welle (2) mit einem daran befestigten ersten Zahnrad (3) und eine zweite Welle (5) mit einem daran befestigten Wellenrad (6), das mit dem ersten Zahnrad (3) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenrad (6) wellenseitig einen unelastischen Basiskörper (7) aufweist sowie außenseitig eine mit dem Basiskörper (7) drehmomentübertragend verbundene Zahnkranzanordnung (10), die elastisch verformbare äußere Zähne (12) zum Eingriff mit dem ersten Zahnrad (3) aufweist.Transmission unit (1), comprising a first shaft (2) with a first gear (3) attached thereto and a second shaft (5) with a shaft wheel (6) attached thereto, which cooperates with the first gear (3), characterized the shaft wheel (6) has an inelastic base body (7) on the shaft side, and a toothed ring arrangement (10) connected to the base body (7) on the outside, which has elastically deformable outer teeth (12) for engagement with the first toothed wheel (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, aufweisend eine erste Welle mit einem daran befestigten ersten Zahnrad und eine zweite Welle mit einem daran befestigten Wellenrad, das mit dem ersten Zahnrad zusammenwirkt.The invention relates to a gear unit having the features of the preamble of claim 1, comprising a first shaft with a first gear attached thereto and a second shaft with a shaft gear attached thereto cooperating with the first gear.

Bei Hubkolbenmotoren, bspw. Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen wie LKW oder PKW, besteht grundsätzlich das Problem, dass der Motor im Laufe der Kolbenbewegung zeitlich veränderlichen Beschleunigungskräften ausgesetzt ist, was zu Vibrationen führt, die eine mechanische Belastung darstellen und die außerdem das Motorgeräusch verstärken. Als Gegenmaßnahme hierzu ist es bekannt, die Kurbelwelle mit einer Ausgleichswelle (ggf. auch zwei Ausgleichswellen) zu koppeln. Dabei sind exzentrische Gewichte an der Ausgleichswelle befestigt, deren Bewegung dazu dient, die o.g. Beschleunigungskräfte wenigstens teilweise zu kompensieren. Üblicherweise rotiert die Ausgleichswelle mit einfacher, ggf. auch doppelter Kurbelwellendrehzahl. Die Kopplung der Ausgleichswelle an die Kurbelwelle kann durch Zahnräder, Ketten oder Zahnriemen erfolgen.In reciprocating engines, for example, internal combustion engines of motor vehicles such as trucks or cars, there is generally the problem that the engine is subjected to time-varying acceleration forces in the course of the piston movement, which leads to vibrations that represent a mechanical load and also amplify the engine noise. As a countermeasure for this purpose, it is known to couple the crankshaft with a balance shaft (possibly also two balance shafts). In this case, eccentric weights are attached to the balancer shaft, whose movement is used, the o.g. At least partially compensate for acceleration forces. Usually, the balance shaft rotates with a simple, possibly double crankshaft speed. The coupling of the balancer shaft to the crankshaft can be done by gears, chains or timing belt.

Unabhängig von der Art der mechanischen Kopplung besteht allerdings die Gefahr, dass die verwendeten mechanischen Komponenten aufgrund eines fast immer gegebenen Spiels sowie von Fertigungsungenauigkeiten, die bspw. den Rundlauf beeinträchtigen, aneinanderschlagen oder gegeneinander reiben, was wiederum zu unerwünschter Geräuschentwicklung führt. Dies Problem lässt sich bis zu einem gewissen Grade beherrschen, wenn besonders geringe Fertigungstoleranzen eingehalten werden, was allerdings zu erhöhten Kosten führt. Daneben ist es bekannt, anstelle von einfachen, einstückigen Zahnrädern ein jeweils geteiltes Zahnrad mit gegeneinander verspannten Zahnradhälften einzusetzen. Durch die Verspannung der Zahnräder wird jegliches Spiel vermieden, wodurch sich die Geräuschentwicklung reduziert. Der vergleichsweise komplizierte Aufbau eines derartigen zweiteiligen Zahnrads führt allerdings wiederum zu erhöhten Kosten.Regardless of the type of mechanical coupling, however, there is a risk that the mechanical components used due to an almost always given game as well as manufacturing inaccuracies, for example, affect the concentricity, clash or rub against each other, which in turn leads to undesirable noise. This problem can be controlled to a certain extent, if particularly low manufacturing tolerances are met, which, however, leads to increased costs. In addition, it is known to use a shared gear with mutually braced gear halves instead of simple, one-piece gears. Due to the tension of the gears any play is avoided, which reduces the noise. However, the comparatively complicated structure of such a two-part gear again leads to increased costs.

Die DE 42 39 963 A1 offenbart ein biegsames Treiborgan für einen Riemenantrieb. Dieses ist als wellenförmiger Riemen oder Gurt aus einem Kunststoffstreifen ausgebildet, der über ein gezahntes Antriebsrad geführt werden kann, wobei der Riemen aus einem durch Prägung plastisch verformten Kunststoff gefertigt ist. Wenigstens auf einer Seite der Wellung, bevorzugt auf beiden Seiten, weist der Riemen einen seitlich abstehenden Randstreifen zur Aufnahme einer Längszugkraft auf. In einem Ausführungsbeispiel ist der Riemen über das Antriebsrad sowie ein angetriebenes Rad geführt, wobei ein weiteres Zahnrad auf der abgewandten Seite des Riemens lose mit dem Antriebsrad kämmt.The DE 42 39 963 A1 discloses a flexible drive mechanism for a belt drive. This is formed as a wave-shaped belt or belt of a plastic strip, which can be guided over a toothed drive wheel, wherein the belt is made of a plastically deformed by embossing plastic. At least on one side of the corrugation, preferably on both sides, the belt has a laterally projecting edge strip for receiving a longitudinal traction. In one embodiment, the belt is guided over the drive wheel and a driven wheel, wherein another gear on the opposite side of the belt loosely meshes with the drive wheel.

Aus der DE 10 2014 220 551 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Antriebsriemen mit beidseitig ausgeformter Profilierung bekannt. Dabei wird eine Riemenformrolle, die außenseitig mit einer Negativform für die innere Profilierung des Antriebsriemens versehen ist, mit einem Antriebsriemenrohling versehen. Zum Aufbau des Antriebsriemenrohlings werden Zugstränge auf einen Gewebestrumpf aufgespult, eine Gummischicht aufgelegt und auf diese wiederum eine Gewebeschicht. Der Rohling wird zwischen der Riemenformrolle und einem die Negativform für die äußere Profilierung bildenden Formband hindurchgeführt. Die Drehbewegung der Riemenformrolle und des Formbandes sind so zueinander synchronisiert, dass sich keine Verschiebung zwischen innerer und äußerer Profilierung ergibt. Dabei wird die Riemenformrolle innenseitig so beheizt, dass eine Vulkanisierung des Rohlings erfolgt. From the DE 10 2014 220 551 A1 is a method for the production of drive belts with profiled on both sides known. In this case, a belt forming roller, which is provided on the outside with a negative mold for the inner profiling of the drive belt, provided with a drive belt blank. To build the drive belt blank, tensile cords are wound on a fabric stocking, a rubber layer is applied and in turn a fabric layer. The blank is passed between the belt forming roller and a mold forming the negative mold for the external profiling. The rotational movement of the belt forming roller and the forming belt are synchronized with each other so that there is no shift between inner and outer profiling. The belt forming roll is heated on the inside so that a vulcanization of the blank takes place.

Die EP 0 214 742 B1 offenbart einen doppelseitig verzahnten Kraftübertragungsriemen mit einem elastomeren Körperbereich, der eine erste und eine zweite Umfangsfläche aufweist, und einem Zugband, das in den Körperbereich eingebettet ist. Auf einer ersten Seite des Körperbereichs sind erste Zähne ausgebildet und auf einer zweiten Seite des Körperbereichs zweite Zähne. Sowohl die ersten als auch die zweiten Zähne weisen einen elastomeren Innenbereich und einen Überzug auf. Dabei weist ein erster Überzug der ersten Zähne ein im Wesentlichen nicht-dehnbares Gewebe auf, und ein zweiter Überzug der zweiten Zähne ein dehnbares Gewebe. Hierdurch wird erreicht, dass die Zähne, die mit dem dehnbaren Gewebeüberzug bedeckt sind, eine höhere Federrate aufweisen als die flexiblen Zähne, die mit dem im Wesentlichen nicht-dehnbaren Gewebeüberzug bedeckt sind.The EP 0 214 742 B1 discloses a double-sided power transmission belt having an elastomeric body portion having first and second peripheral surfaces and a tension band embedded in the body portion. First teeth are formed on a first side of the body region and second teeth on a second side of the body region. Both the first and second teeth have an elastomeric interior and a coating. In this case, a first coating of the first teeth has a substantially non-stretchable tissue, and a second coating of the second teeth comprises a stretchable tissue. It is thereby achieved that the teeth covered with the stretchable fabric cover have a higher spring rate than the flexible teeth covered with the substantially non-stretchable fabric cover.

Die DE 39 31 480 A1 offenbart einen Zahnriemen aus elastomerem Material für einen aus Zahnriemen und Zahnrad bestehenden Riemenantrieb. Dabei ist vorgesehen, dass in die Kopffläche jedes Riemenzahnes ein Kopfstück eingebettet ist, welches aus einem Werkstoff mit einer gegenüber dem Riemenmaterial größeren Elastizität besteht. Dieses Kopfstück ist derart aus der Kopffläche des Riemenzahns vorgewölbt, dass es beim Auflaufen des Zahnriemens auf das Zahnrad zunächst mit einer höchsten Erhebung seiner vorgewölbten Außenseite auf den Grund der Zahnradnuten auftrifft und anschließend durch die betriebliche radiale Riemenspannung zu einer flächigen Anlage seiner Außenseite am Grund der Zahnradnuten zusammengedrückt wird.The DE 39 31 480 A1 discloses a toothed belt of elastomeric material for a toothed belt and gear belt drive. It is provided that in the head surface of each belt tooth, a head piece is embedded, which consists of a material with a relation to the belt material greater elasticity. This head piece is bulged in such a way from the head surface of the belt tooth, that it strikes the toothed belt on the gear first with a highest elevation of its bulging outside on the bottom of the gear grooves and then by the operational radial belt tension to a flat contact its outside at the bottom of the Gear grooves is compressed.

Die DE 11 2014 000 744 zeigt eine Vorrichtung mit einem Kettenrad, das eine Vielzahl von Zähnen aufweist, die entlang des Umfangs eines Kettenradkörpers gebildet sind und die durch Zahngründe entlang des Umfangs des Kettenkörpers getrennt sind. Der Kettenradkörper weist eine Bohrung auf, die in seinem Mittelpunkt gebildet ist, sowie wenigstens einen radial verlaufenden Schlitz, in den ein elastomeres Material eingebettet ist. Dabei kann der Schlitz bspw. in einem Zahn oder in einem Zahngrund angeordnet sein.The DE 11 2014 000 744 shows a device with a sprocket having a plurality of teeth along the circumference of a Kettenradkörpers are formed and which are separated by tooth roots along the circumference of the chain body. The sprocket body has a bore formed at its center and at least one radially extending slot in which an elastomeric material is embedded. In this case, the slot may, for example, be arranged in a tooth or in a tooth base.

In der DE 603 05 682 T2 ist ein Kettenrad offenbart, dass eine Nabe und eine Mehrzahl von Zähnen umfasst, die von der Nabe radial auswärts hervorstehen und durch Zahnlücken voneinander getrennt sind. Weiterhin umfasst das Kettenrad einen ersten und einen zweiten elastomeren Dämpfungsring, die an einer gegenüberliegenden ersten und zweiten axialen Seite der Zähne mit der Nabe verbunden sind. Der erste und zweite Dämpfungsring grenzen jeweils eine Mehrzahl von Druckpolstern ab, die durch sich axial erstreckende Rillen, die jeweils mit den Zahnlücken ausgerichtet sind und radial einwärts dazu angeordnet sind, umfänglich voneinander getrennt sind.In the DE 603 05 682 T2 there is disclosed a sprocket that includes a hub and a plurality of teeth projecting radially outward from the hub and separated by tooth spaces. Furthermore, the sprocket includes first and second elastomeric damping rings connected to the hub on opposite first and second axial sides of the teeth. Each of the first and second damper rings defines a plurality of pressure pads circumferentially separated from one another by axially extending grooves, each aligned with the tooth gaps and disposed radially inwardly therefrom.

Die US 5,832,974 A offenbart einen geräuschunterdrückenden Kettenantrieb. Dieser umfasst eine Antriebskette, deren Kettenglieder jeweils Rollen aufweisen, die von plattenförmigen Laschen flankiert werden. Eine gezahnte Oberfläche eines Ritzels greift in die Antriebskette ein. Dabei ist entlang der gezahnten Oberfläche eine umlaufende Nut ausgebildet, in der ein elastisches Element angeordnet ist. Die jeweilige Rolle weist einen umlaufenden Wulst auf, der in die Nut eingreift, wodurch die Rolle wenigstens teilweise auf dem elastischen Element aufliegt.The US 5,832,974 A discloses a noise suppressing chain drive. This comprises a drive chain whose chain links each have rollers which are flanked by plate-shaped tabs. A toothed surface of a pinion engages the drive chain. In this case, a circumferential groove is formed along the toothed surface, in which an elastic element is arranged. The respective roller has a circumferential bead which engages in the groove, whereby the roller at least partially rests on the elastic element.

Die JP 2007-211836 A zeigt ein geteiltes Zahnrad mit zwei tangential gegeneinander verspannten Hälften. Eine Hälfte dient dabei vorrangig der Kraftübertragung und die andere Hälfte vorrangig der Absorption von Stößen. Um die Geräuschentwicklung zu minimieren, sind axial zwischen den beiden Hälften eine Mehrzahl von elastischen Elementen angeordnet.The JP 2007-211836 A shows a split gear with two tangentially braced halves. One half is used primarily for power transmission and the other half primarily for the absorption of shocks. In order to minimize the noise, a plurality of elastic elements are arranged axially between the two halves.

Die KR 10 2004 0026966 A offenbart ein Zahnrad für eine Ausgleichswelle, das zum Zusammenwirken mit einer Rollenkette vorgesehen ist. Das Zahnrad besteht dabei aus einem Mittelteil, an dem die Zähne ausgebildet sind, sowie zwei axial hieran angefügten Wangenteilen. Beiderseits angrenzend an die Zähne ist zwischen dem Mittelteil und jeweils einem Wangenteil ein O-Ring aus gummielastischem Material eingefügt, um die Geräuschentwicklung zwischen der Kette und dem Zahnrad zu minimieren.The KR 10 2004 0026966 A discloses a gear for a balance shaft, which is intended to cooperate with a roller chain. The gear consists of a central part, on which the teeth are formed, and two axially attached thereto cheek parts. On both sides adjacent to the teeth, an O-ring made of rubber-elastic material is inserted between the middle part and in each case a cheek part in order to minimize the noise between the chain and the gearwheel.

Die US 3,068,710 A offenbart einen Zahnriemen aus flexiblem Kunststoffmaterial, bei dem ein zugfestes Material eingelagert ist. Insbesondere kann das zugfeste Material durch ein Drahtseil gebildet werden, das spulenartig mehrmals entlang des gesamten Zahnriemens geführt ist. Dabei ist der Draht auf Seiten der Zähne vollständig von Kunststoffmaterial bedeckt, während auf einer gegenüberliegenden Seite einzelne Abschnitte des Drahtes aus dem Kunststoffmaterial herausragen.The US 3,068,710 A discloses a toothed belt made of flexible plastic material, in which a tensile material is incorporated. In particular, the tensile material can be formed by a wire rope, which is performed like a coil several times along the entire toothed belt. In this case, the wire on the side of the teeth is completely covered by plastic material, while protruding on an opposite side of individual sections of the wire from the plastic material.

Die GB 744,907 A zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Treibriemens, bspw. eines Zahnriemens, wobei verstärkende Einlagen in einer Form platziert werden und anschließend ein thermoplastisches Kunststoffmaterial in die Form gegossen wird. Die Verstärkungen können schichtartig oder durch längs bzw. quer verlaufende Drähte gebildet sein. Es kann auch eine abriebfeste Deckschicht aufgebracht werden.The GB 744,907 A shows a method for producing a drive belt, for example a toothed belt, wherein reinforcing inserts are placed in a mold and then a thermoplastic material is poured into the mold. The reinforcements may be layered or formed by longitudinal or transverse wires. It can also be applied an abrasion-resistant cover layer.

Die DE 10 2011 053 287 A1 offenbart einen Zahnriemen mit einem langgestreckten Gummirücken, in den eine Mehrzahl von verdrillten Drähten eingebettet sind, und einem gezahnten Gummi mit einer Mehrzahl von Riemenzähnen, der auf der Mehrzahl von verdrillten Drähten ausgebildet ist. Im Betriebszustand kämmen die Riemenzähne mit Riemenscheibenzähnen einer Riemenscheibe, wobei die Riemenscheibenzähne geradverzahnt sind, während die Riemenzähne schräg verzahnt sind.The DE 10 2011 053 287 A1 discloses a toothed belt having an elongated rubber back in which a plurality of twisted wires are embedded and a toothed rubber having a plurality of belt teeth formed on the plurality of twisted wires. In operation, the belt teeth mesh with pulley teeth of a pulley, the pulley teeth are straight teeth, while the belt teeth are helically toothed.

Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die Minimierung der Geräuschentwicklung beim Betrieb einer Ausgleichswelle noch Raum für Verbesserungen. Insbesondere wäre eine konstruktiv einfache und kostengünstige Lösung wünschenswert.In view of the prior art that has been pointed out, the minimization of the noise during the operation of a balancing shaft still offers room for improvement. In particular, a structurally simple and cost-effective solution would be desirable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in konstruktiv einfacher Weise eine Minimierung der Geräuschentwicklung beim Betrieb einer Ausgleichswelle zu erreichen.The invention has for its object to achieve a structurally simple way minimizing the noise during operation of a balance shaft.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Getriebeeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.According to the invention the object is achieved by a gear unit with the features of claim 1, wherein the dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich. It should be noted that the features listed in the following description as well as measures in any technically meaningful way can be combined with each other and show other embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.

Durch die Erfindung wird eine Getriebeeinheit zur Verfügung gestellt, die eine erste Welle mit einem daran befestigten ersten Zahnrad aufweist sowie eine zweite Welle mit einem daran befestigten Wellenrad, das mit dem ersten Zahnrad zusammenwirkt. Selbstverständlich sind die erste und die zweite Welle dabei drehbar an einem gemeinsamen, ggf. mehrteiligen, Gehäuse oder Rahmen gelagert, wodurch die Relativpositionen der beiden Wellen zueinander festgelegt ist. Insbesondere kann die erste Welle im Betriebszustand durch Unwuchten belastet sein und die zweite Welle kann als Ausgleichswelle ausgebildet sein, an der im Betriebszustand Gewichte angeordnet sind, mittels derer Beschleunigungskräfte, die durch die Unwuchten entstehen, wenigstens teilweise kompensiert werden. Namentlich kann die erste Welle die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, z. B. eines Kraftfahrzeugmotors, sein. Umgekehrt ist es aber auch möglich, dass die erste Welle als Ausgleichswelle ausgebildet ist und die zweite Welle mit Unwuchten belastet ist, wobei insbesondere die zweite Welle als Kurbelwelle ausgebildet sein kann. Die Getriebeanordnung kann aber nicht nur in einem Verbrennungsmotor, sondern bspw. auch bspw. in einem Antrieb einer Ölpumpe verwendet werden. Das erste Zahnrad ist bevorzugt einstückig ausgebildet und wenigstens überwiegend, normalerweise vollständig unelastisch bzw. starr. Es kann insbesondere aus Metall bestehen, bspw. aus Sintermetall, Grauguss, Stahl oder Aluminium. Es sitzt zumindest drehfest auf der ersten Welle auf. Auch eine einstückige Fertigung mit der ersten Welle oder mit einem Teil derselben ist möglich. Normalerweise weist das erste Zahnrad eine gerade Verzahnung auf, prinzipiell wäre aber auch eine Schrägverzahnung, Pfeilzahnung oder dergleichen denkbar. Das erste Zahnrad ist ebenso wie die weiteren nachfolgend noch genannten Zahnräder normalerweise als Stirnrad ausgebildet.The invention provides a gear unit having a first shaft with a first gear attached thereto and a second shaft with a shaft gear attached thereto cooperating with the first gear. Of course, the first and the second shaft rotatably mounted on a common, possibly multi-part, housing or frame, whereby the relative positions of the two shafts is fixed to each other. In particular, the first shaft may be loaded in the operating state by imbalances and the second shaft may be formed as a balance shaft, are arranged on the operating state weights, by means of which acceleration forces caused by the imbalance, at least partially compensated. Namely, the first shaft, the crankshaft of an internal combustion engine, for. B. a motor vehicle engine, be. Conversely, it is also possible that the first shaft is designed as a balance shaft and the second shaft is loaded with imbalances, in particular, the second shaft may be formed as a crankshaft. The gear arrangement can be used not only in an internal combustion engine, but, for example, for example. In a drive of an oil pump. The first gear is preferably formed in one piece and at least predominantly, usually completely inelastic or rigid. It may consist in particular of metal, for example of sintered metal, gray cast iron, steel or aluminum. It sits at least rotatably on the first wave. A one-piece production with the first wave or with a part of the same is possible. Normally, the first gear has a straight toothing, but in principle would also be a helical toothing, Pfeilzahnung or the like conceivable. The first gear is like the other subsequently mentioned gears normally designed as a spur gear.

An der zweiten Welle ist ein Wellenrad befestigt, das seinerseits zumindest drehfest auf der zweiten Welle aufsitzt. Das Wellenrad wirkt mit dem ersten Zahnrad zusammen, d. h. es greift mit dem ersten Zahnrad ein, wobei in bekannter Weise durch Formschluss ein Drehmoment zwischen dem ersten Zahnrad und dem Wellenrad und somit zwischen der ersten Welle und der zweite Welle übertragen wird. In den Fällen, in denen die zweite Welle als Ausgleichswelle fungiert, ist zwischen dem ersten Zahnrad und dem Wellenrad normalerweise ein Übersetzungsverhältnis von 1 oder 2 vorgesehen.On the second shaft, a wave wheel is mounted, which in turn is at least rotationally fixed on the second shaft. The wave wheel interacts with the first gear, i. H. it engages with the first gear, wherein a torque between the first gear and the shaft wheel and thus between the first shaft and the second shaft is transmitted in a known manner by positive locking. In cases where the second shaft acts as a balance shaft, a gear ratio of 1 or 2 is normally provided between the first gear and the shaft gear.

Erfindungsgemäß weist das Wellenrad wellenseitig einen unelastischen Basiskörper auf sowie außenseitig eine mit dem Basiskörper drehmomentübertragend verbundene Zahnkranzanordnung auf, die elastisch verformbare äußere Zähne zum Eingriff mit dem ersten Zahnrad aufweist. D. h., das Wellenrad besteht aus wenigstens zwei Teilen, die sich hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften unterscheiden lassen. Der eine Teil, der Basiskörper, ist dabei wellenseitig angeordnet, also zur Welle hin bzw. radial innen. Der andere Teil, die Zahnkranzanordnung, ist außenseitig angeordnet, also entfernt von der Welle bzw. radial außen. Bevorzugt erstreckt sich der Basiskörper radial von der Welle bis zur Zahnkranzanordnung. Weiterhin bevorzugt ist der Basiskörper einstückig ausgebildet. Er kann aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material bestehen wie das erste Zahnrad, also typischerweise Metall. Die Zahnkranzanordnung kann den Basiskörper radial außenseitig teilweise oder vollständig umgeben. Sie ist dabei in ihrer Gesamtheit außenseitig angrenzend an den Basiskörper angeordnet und kann insbesondere wenigstens abschnittsweise mit diesem in Kontakt stehen. In jedem Fall ist sie drehmomentübertragend mit dem Basiskörper verbunden, d. h. es besteht eine Verbindung zwischen der Zahnkranzanordnung und dem Basiskörper, durch die ein auf die Zahnkranzanordnung wirkendes Drehmoment auf den Basiskörper übertragen wird und umgekehrt. Dies impliziert, dass durch die genannte Verbindung ein Verdrehen der Zahnkranzanordnung gegenüber dem Basiskörper (tangential bezüglich der Achse der zweiten Welle) verhindert oder zumindest beschränkt wird. Dies schließt allerdings allein schon wegen der elastischen Eigenschaft der äußeren Zähne nicht aus, dass sich wenigstens Teile der Zahnkranzanordnung in begrenztem Maße gegenüber dem Basiskörper tangential bewegen.According to the invention, the shaft wheel has an inelastic base body on the shaft side and on the outside a toothed ring arrangement which is connected in a torque-transmitting manner to the base body and has elastically deformable outer teeth for engagement with the first toothed wheel. D. h., The wave wheel consists of at least two parts that can be distinguished in terms of their material properties. The one part, the base body, is arranged on the shaft side, ie towards the shaft or radially inside. The other part, the sprocket arrangement, is arranged on the outside, that is to say remote from the shaft or radially outside. Preferably, the base body extends radially from the shaft to the sprocket assembly. Further preferably, the base body is integrally formed. It can be made of the same or a similar material as the first gear, so typically metal. The sprocket assembly may surround the base body radially outside partially or completely. It is arranged in its entirety on the outside adjacent to the base body and can in particular at least partially in contact with this. In any case, it is torque-transmitting connected to the base body, i. H. There is a connection between the sprocket assembly and the base body, by which a force acting on the sprocket assembly torque is transmitted to the base body and vice versa. This implies that rotation of the sprocket assembly relative to the base body (tangential with respect to the axis of the second shaft) is prevented or at least restricted by said connection. However, this alone does not rule out the fact that at least parts of the sprocket assembly to a limited extent compared to the base body tangentially move because of the elastic property of the outer teeth.

Wie erwähnt weist die Zahnkranzanordnung äußere Zähne auf, die elastisch verformbar sind, während der Basiskörper unelastisch ist. Diese Eigenschaften sind zunächst einmal in Relation zueinander zu verstehen, d. h. die Elastizität der äußeren Zähne ist wesentlich größer als die des Basiskörpers, so dass letztere während des normalen Betriebs der Getriebeeinheit vernachlässigt werden kann. Man könnte den Basiskörper auch als starr bzw. verformungssteif bezeichnen. Bspw. kann der Basiskörper aus einem Material gefertigt sein, dessen Elastizitätsmodul wenigstens 10mal größer ist als der eines Materials, aus dem die Zähne (wenigstens teilweise) gefertigt sind. Der Elastizitätsmodul eines Materials der Zähne kann insbesondere kleiner als 10 sein. Wie später noch ausgeführt wird, können die äußeren Zähne neben elastischen Materialien auch unelastische Materialien aufweisen. Die äußeren Zähne greifen mit dem ersten Zahnrad, bzw. mit Zähnen desselben, ein. In seiner Gesamtheit wirkt das Wellenrad also wie ein Zahnrad. Der Begriff "äußere Zähne" bedeutet, dass diese bezüglich der zweiten Welle radial außen liegen. Die Teilung (also der Abstand von Zahnmitte zu Zahnmitte) der Zahnkranzanordnung ist normalerweise identisch mit derjenigen des ersten Zahnrads, wenngleich geringfügige Abweichungen hiervon denkbar wären. Bevorzugt sind die äußeren Zähne konzentrisch bezüglich der zweiten Welle bzw. in gleichem Abstand zu dieser angeordnet.As mentioned, the sprocket assembly has outer teeth that are elastically deformable while the base body is inelastic. These properties are initially to be understood in relation to each other, d. H. the elasticity of the outer teeth is significantly greater than that of the base body, so that the latter can be neglected during normal operation of the gear unit. One could also call the base body rigid or rigid. For example. For example, the base body may be made of a material whose modulus of elasticity is at least 10 times greater than that of a material from which the teeth are made (at least in part). The modulus of elasticity of a material of the teeth may in particular be less than 10. As will be explained later, in addition to elastic materials, the outer teeth may also have inelastic materials. The outer teeth engage with the first gear, or with teeth thereof. In its entirety, the wave wheel thus acts like a gear. The term "outer teeth" means that they lie radially outward with respect to the second shaft. The pitch (that is, the distance from the center of the tooth to the center of the tooth) of the sprocket assembly is normally identical to that of the first sprocket, although slight deviations from this would be conceivable. Preferably, the outer teeth are arranged concentrically with respect to the second shaft or at the same distance from it.

Die äußeren Zähne verhalten sich nicht starr gegenüber dem Basiskörper, sondern können beim Eingreifen mit dem ersten Zahnrad eine elastische Verformung erfahren. Hierdurch ist es möglich, dass selbst dann, wenn die Form der Zahnkranzanordnung nicht exakt auf das erste Zahnrad abgestimmt ist, dennoch ein spielfreier Eingriff erfolgt, da etwaige Ungenauigkeiten durch eine elastische Verformung der äußeren Zähne ausgeglichen werden. Es wäre sogar denkbar, dass hiermit eine systematische Ungleichheit der Teilungen von Zahnkranzanordnung und erstem Zahnrad ausgeglichen werden könnte, sofern diese Ungleichheit nicht zu groß ist. Gleiches gilt für einen etwaigen mangelnden Rundlauf des ersten Zahnrads oder des Wellenrads. Da somit keine besonders geringen Fertigungstoleranzen eingehalten werden müssen, verbilligt sich der Fertigungsprozess. Außerdem wird durch das elastische Material der äußeren Zähne eine Geräuschentwicklung durch das Aufeinandertreffen mit den Zähnen des ersten Zahnrads weitgehend unterdrückt. Außerdem wird die Übertragung von Vibrationen zwischen der ersten und der zweiten Welle gedämpft. Dabei kann die erfindungsgemäße Getriebeeinheit kostengünstig realisiert werden, da der Basiskörper einstückig gefertigt sein kann, was im Gegensatz zu verspannten zweiteiligen Zahnrädern im Stand der Technik steht. Auch die Zahnkranzanordnung kann vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden. Dadurch, dass das erste Zahnrad mit den elastischen äußeren Zähnen in Eingriff steht, wird es mechanisch weniger belastet, so dass ggf. auf eine kostenintensive Härtung verzichtet werden kann.The outer teeth do not behave rigidly relative to the base body, but may interfere with engagement with the first gear Experience deformation. This makes it possible that even if the shape of the sprocket assembly is not exactly matched to the first gear, nevertheless a play-free engagement takes place, since any inaccuracies are compensated by an elastic deformation of the outer teeth. It would even be conceivable that this could compensate for a systematic inequality of the pitch of the sprocket assembly and the first gear, if this inequality is not too large. The same applies to any lack of concentricity of the first gear or the shaft wheel. Since therefore no particularly low manufacturing tolerances must be met, the manufacturing process is cheaper. In addition, by the elastic material of the outer teeth, a noise by the collision with the teeth of the first gear is largely suppressed. In addition, the transmission of vibrations between the first and second shaft is damped. In this case, the gear unit according to the invention can be realized inexpensively, since the base body can be made in one piece, which stands in contrast to strained two-piece gears in the prior art. The sprocket assembly can be made relatively inexpensive. The fact that the first gear is in engagement with the elastic outer teeth, it is less mechanically loaded, so that can be dispensed with, if necessary, a costly curing.

Es sind Ausführungsformen denkbar, in denen die Zahnkranzanordnung aus zwei oder mehr Teilen besteht, die bspw. in Umfangsrichtung, also tangential, aufeinanderfolgend an der Außenseite des Basiskörpers angeordnet sind. Bevorzugt ist die Zahnkranzanordnung allerdings einstückig ausgebildet. Im einfachsten Fall kann sie durch einen einzigen Urformschritt aus einem elastischen Material geformt werden. In jedem Fall vereinfacht sich der Herstellungsprozess durch eine einstückige Fertigung. Gleiches gilt für den Zusammenbau der Getriebeeinheit, da zur Herstellung des Wellenrades lediglich ein einziges Teil an den Wellenkörper angefügt werden muss. Eine einstückige Zahnkranzanordnung kann insgesamt als ringartig beschrieben werden. Bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass zum Aufsetzen der Zahnkranzanordnung auf den Basiskörper eine geringfügige elastische Aufweitung notwendig ist, so dass die Zahnkranzanordnung anschließend radial nach innen gegen den Basiskörper vorgespannt ist, wodurch z. B. ein Formschluss verbessert und/oder durch einen Kraftschluss ergänzt werden kann.Embodiments are conceivable in which the sprocket assembly consists of two or more parts, which are arranged, for example, in the circumferential direction, ie tangentially, successively on the outside of the base body. Preferably, however, the sprocket assembly is integrally formed. In the simplest case, it can be formed by a single molding step of an elastic material. In any case, the manufacturing process is simplified by a one-piece production. The same applies to the assembly of the gear unit, since only a single part must be added to the shaft body for the production of the wave wheel. A one-piece sprocket assembly can be described as a whole ring. Preferably, it may be provided that a slight elastic expansion is necessary for placing the sprocket assembly on the base body, so that the sprocket assembly is then biased radially inwardly against the base body, whereby z. B. improved a positive connection and / or can be supplemented by a traction.

Bevorzugt ist die Zahnkranzanordnung formschlüssig mit dem Basiskörper verbunden. Damit ist insbesondere ein Formschluss in tangentialer Richtung gemeint, also in Umlaufrichtung bezüglich der zweiten Welle. Durch diesen Formschluss wird ein Verdrehen der Zahnkranzanordnung gegenüber dem Basiskörper (tangential bezüglich der Achse der zweiten Welle) verhindert oder zumindest auf ein vernachlässigbares Ausmaß beschränkt. Im weitesten Sinne bedeutet dies, dass eine Innenkontur der Zahnkranzanordnung sowie eine hiermit im Eingriff stehende Außenkontur des Basiskörpers nicht konzentrisch kreisförmig bezüglich der zweiten Welle ausgebildet sind. Vielmehr weist der Basiskörper radial nach außen vorspringende Strukturen auf, die mit radial nach außen zurückweichenden Strukturen der Zahnkranzanordnung eingreifen und/oder die Zahnkranzanordnung weist radial nach innen vorspringende Strukturen auf, die mit radial nach innen zurückweichenden Strukturen des Basiskörpers eingreifen.Preferably, the sprocket assembly is positively connected to the base body. This means in particular a positive connection in the tangential direction, ie in the direction of rotation with respect to the second shaft. By this positive locking a rotation of the sprocket assembly relative to the base body (tangential to the axis of the second shaft) is prevented or at least limited to a negligible extent. In the broadest sense, this means that an inner contour of the sprocket assembly and an outer contour of the base body engaged therewith are not formed concentrically circular with respect to the second shaft. Rather, the base body has radially outwardly projecting structures which engage with radially outwardly receding structures of the sprocket assembly and / or the sprocket assembly has radially inwardly projecting structures which engage with radially inwardly receding structures of the base body.

Gemäß einer Ausgestaltung ist der Basiskörper als zweites Zahnrad ausgebildet, wobei die Zahnkranzanordnung innere Zähne aufweist, die zwischen Basiskörperzähnen des Basiskörpers angeordnet sind. Der Formschluss wird also in diesem Fall durch die inneren Zähne und die Basiskörperzähne hergestellt. Die inneren Zähne sind bevorzugt elastisch verformbar. Prinzipiell kann die Teilung des zweiten Zahnrads unabhängig von derjenigen des ersten Zahnrads gewählt werden, da diese beiden Zahnräder nicht unmittelbar ineinander eingreifen. Falls ein Übersetzungsverhältnis von 1 zwischen dem ersten Zahnrad und dem Wellenrad vorgesehen ist, weist das erste Zahnrad normalerweise einen größeren Außenradius auf als das zweite Zahnrad, da an diesem außenseitig noch die Zahnkranzanordnung angeordnet ist. Um einen möglichst sicheren Eingriff zu gewährleisten, entspricht die Anzahl der inneren Zähne bevorzugt der Anzahl der Basiskörperzähne, so dass jeweils ein innerer Zahn zwischen zwei Basiskörperzähnen angeordnet ist und umgekehrt. Sofern die inneren Zähne oder zumindest angrenzende Teile der Zahnkranzanordnung elastisch verformbar sind, muss die Form bzw. Anordnung der inneren Zähne nicht mit besonderer Genauigkeit an die Form bzw. Anordnung der Basiskörperzähne angepasst sein, da etwaige Abweichungen durch elastische Verformung ausgeglichen werden können. Die hier geschilderte Ausgestaltung kann insofern vorteilhaft sein, als für den Basiskörper unter Umständen kein eigens konzipiertes Bauteil vorgesehen werden muss, sondern vielmehr ein gewissermaßen konventionelles Zahnrad verwendet werden kann.According to one embodiment, the base body is formed as a second gear, wherein the sprocket assembly has inner teeth which are arranged between base body teeth of the base body. The positive connection is thus produced in this case by the inner teeth and the base body teeth. The inner teeth are preferably elastically deformable. In principle, the pitch of the second gear can be selected independently of that of the first gear, since these two gears do not mesh directly with each other. If a gear ratio of 1 between the first gear and the shaft wheel is provided, the first gear normally has a larger outer radius than the second gear, since the gear ring arrangement is still arranged on this outside. To ensure the safest possible engagement, the number of inner teeth preferably corresponds to the number of base body teeth, so that in each case an inner tooth is arranged between two base body teeth and vice versa. If the inner teeth or at least adjacent parts of the sprocket assembly are elastically deformable, the shape or arrangement of the inner teeth must not be adapted with particular accuracy to the shape or arrangement of the base body teeth, since any deviations can be compensated by elastic deformation. The embodiment described here can be advantageous insofar as it may not be necessary to provide a specially designed component for the base body, but rather a somewhat conventional gear wheel can be used.

Die Zahl der inneren Zähne und der äußeren Zähne kann voneinander abweichen oder sie kann gleich sein. Insbesondere kann jeweils ein innerer Zahn einem äußeren Zahn gegenüberliegend angeordnet sein. Damit ist gemeint, dass die genannten Zähne einander radial gegenüberliegen. Dies kann unter Umständen Vorteile hinsichtlich der Stabilität haben, da der innere Zahn zwischen zwei Basiskörperzähnen normalerweise relativ stabil angeordnet ist und eine benachbarte Anordnung des äußeren Zahns letzteren mit stabilisieren kann.The number of internal teeth and external teeth may differ or may be the same. In particular, in each case an inner tooth can be arranged opposite to an outer tooth. By this is meant that said teeth face each other radially. This may in some circumstances have advantages in terms of stability, since the inner tooth between two base body teeth is normally arranged relatively stable and an adjacent arrangement of the outer tooth can stabilize the latter with.

Bevorzugt gehen die inneren und äußeren Zähne von einem zwischengeordneten, ringförmigen Bandabschnitt aus. Der ringförmige Bandabschnitt stellt hierbei gewissermaßen den Zusammenhalt der Zahnkranzanordnung her. Er kann hinsichtlich Form und Zusammensetzung bezüglich dieser Funktion optimiert sein, bspw. derart, dass er zwischen benachbarten Zähnen wirkende tangentiale Kräfte optimal aufnimmt. Für sich betrachtet kann der Bandabschnitt die Form eines Zylindermantels haben, von dem radial nach innen bzw. außen die jeweiligen Zähne abgehen. Bei dieser Ausgestaltung kann die Zahnkranzanordnung durch einen doppelt bzw. beidseitig gezahnten Zahnriemen gebildet sein. Dessen Abmessung ist allerdings so ausgewählt, dass er den Basiskörper umlaufend umgibt, wobei allenfalls bereichsweise ein geringfügiger Abstand zwischen dem Zahnriemen und dem Basiskörper gegeben ist. Der Basiskörper kann wiederum als Zahnrad ausgebildet sein, so dass sich die Getriebeeinheit mit an sich konventionellen Bauteilen realisieren lässt, die hier allerdings in nicht-konventioneller Weise verwendet werden. Preferably, the inner and outer teeth extend from an intermediate, annular band portion. In this case, the annular band section effectively produces the cohesion of the sprocket arrangement. It can be optimized in terms of shape and composition with respect to this function, for example. Such that it optimally absorbs tangential forces acting between adjacent teeth. As such, the band portion may be in the shape of a cylinder barrel from which the respective teeth extend radially inward and outward, respectively. In this embodiment, the sprocket assembly may be formed by a double or double toothed toothed belt. However, its dimension is selected so that it surrounds the base body circumferentially, with at most regions, a slight distance between the timing belt and the base body is given. The base body may in turn be designed as a gear, so that the gear unit can be realized with conventional per se components, however, which are used here in a non-conventional manner.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit lassen sich besonders gut realisieren, wenn die Zahnkranzanordnung wenigstens teilweise aus gummielastischem Material besteht. Man könnte auch von einem Elastomer sprechen. Denkbare Materialien hierbei wären bspw. Gummi, bestimmte Arten von Kautschuk oder Polyurethan. Namentlich kann wenigstens ein oberflächennaher Bereich der inneren und/oder äußeren Zähne aus gummielastischem Material bestehen.The advantages of the gear unit according to the invention can be realized particularly well when the sprocket assembly is at least partially made of rubber-elastic material. One could also speak of an elastomer. Conceivable materials here would be, for example, rubber, certain types of rubber or polyurethane. In particular, at least one near-surface region of the inner and / or outer teeth may consist of rubber-elastic material.

Vorteilhaft besteht die Zahnkranzanordnung wenigstens teilweise aus Verbundwerkstoff. Hierbei ist ein schichtartiger Aufbau denkbar, bei dem beispielsweise der o.g. Bandabschnitt aus mehreren Schichten aufgebaut sein kann. Weiterhin ist es denkbar, dass die Zahnkranzanordnung an einer Oberfläche eine Schicht aufweist, die z. B. eine besondere Abriebfestigkeit aufweist. Wenn wie oben geschildert ein oberflächennaher Bereich der Zähne aus gummielastischem Material besteht, kann hierauf eine (dünne) Deckschicht aufgebracht sein, die das insgesamt gummielastische Verhalten nur wenig beeinträchtigt. Auch ist es möglich, dass in den Bandabschnitt, die inneren Zähne und/oder die äußeren Zähne einzelne Fasern oder Gewebe bzw. Gelege von Fasern eingebettet sind, um z. B. die Zugfestigkeit oder Steifigkeit zu erhöhen. Es könnten auch Hartstoffpartikel eingelagert sein, die die Abriebfestigkeit erhöhen. Die Fasern bzw. Partikel wären dabei jeweils in eine Matrix aus elastischem Material, z. B. gummielastischem Material eingebettet, was die Möglichkeit einschließt, dass sie teilweise aus diesem Material herausragen.Advantageously, the sprocket assembly is at least partially made of composite material. Here, a layered structure is conceivable in which, for example, the o.g. Band section can be constructed of several layers. Furthermore, it is conceivable that the sprocket assembly has a layer on a surface, the z. B. has a special abrasion resistance. If, as described above, a near-surface region of the teeth consists of rubber-elastic material, then a (thin) cover layer can be applied to this, which only slightly affects the overall rubber-elastic behavior. It is also possible that in the band section, the inner teeth and / or the outer teeth individual fibers or tissue or scrim of fibers are embedded to z. B. to increase the tensile strength or rigidity. It could also be incorporated hard material particles that increase the abrasion resistance. The fibers or particles would each be in a matrix of elastic material, eg. As rubber-elastic material embedded, which includes the possibility that they partially protrude from this material.

Eine weitere Möglichkeit der Verstärkung besteht darin, dass wenigstens einige der inneren Zähne und/oder der äußeren Zähne einen unelastischen Kern aufweisen, der wenigstens teilweise von elastischem Material umgeben ist. Normalerweise weisen dabei alle äußeren Zähne einen unelastischen Kern auf. Ein solcher Kern kann bspw. aus Metall, Keramik oder Hartkunststoff bestehen. Seine Funktion ist, dem jeweiligen Zahn eine bessere Stabilität zu verleihen. Alternativ oder zusätzlich können einige oder alle inneren Zähne einen unelastischen Kern aufweisen, wobei insbesondere ein unelastischer Kern durchgehend von einem äußeren Zahn zu einem inneren Zahn ausgebildet sein kann. Hierdurch wird die oben angesprochene Stabilisierung des äußeren Zahns durch den inneren Zahn maximiert. Das elastische Material bildet dabei eine Deckschicht über dem unelastischen Kern. Es kann sich bspw. um gummielastisches Material handeln, in das optional Fasern zur Verstärkung eingelagert sind.Another possibility of reinforcement is that at least some of the inner teeth and / or the outer teeth have an inelastic core that is at least partially surrounded by elastic material. Normally, all outer teeth have an inelastic core. Such a core may, for example, consist of metal, ceramic or hard plastic. Its function is to give the respective tooth a better stability. Alternatively or additionally, some or all of the internal teeth may have an inelastic core, and in particular an inelastic core may be formed continuously from an external tooth to an internal tooth. As a result, the above-mentioned stabilization of the outer tooth is maximized by the inner tooth. The elastic material forms a cover layer over the inelastic core. It may, for example, be rubber-elastic material in which optional fibers are incorporated for reinforcement.

Alternativ zu einer formschlüssigen Verbindung oder aber zusätzlich, um den strukturellen Zusammenhalt des Wellenrads weiter zu verbessern, ist es möglich, dass die Zahnkranzanordnung stoffschlüssig mit dem Basiskörper verbunden ist. Hierbei sind grundsätzlich zwei Optionen denkbar. Einerseits kann die Zahnkranzanordnung vorab separat gefertigt und anschließend an den Basiskörper angeklebt werden. Andererseits ist es möglich, dass die Zahnkranzanordnung bereits beim Urformen an den Basiskörper angeformt wird, also das bspw. eine wenigstens teilweise aus Gummi bestehende Zahnkranzanordnung direkt an den Basiskörper anvulkanisiert wird, wobei normalerweise ein Haftvermittler notwendig ist.As an alternative to a positive connection or in addition to further improve the structural integrity of the wave wheel, it is possible that the sprocket assembly is materially connected to the base body. Here are basically two options conceivable. On the one hand, the sprocket assembly can be made separately in advance and then adhered to the base body. On the other hand, it is possible that the sprocket assembly is formed on the base body already in the original molding, so that, for example, an at least partially made of rubber sprocket assembly is vulcanized directly to the base body, usually a bonding agent is necessary.

Gemäß einer Ausgestaltung, die bspw. bei einem Verbrennungsmotor mit zwei Ausgleichswellen vorteilhaft eingesetzt werden kann, weist die Getriebeeinheit eine dritte Welle mit einem daran befestigten dritten Zahnrad auf, wobei das Wellenrad in dem dritten Zahnrad eingreift. Die oben beschriebenen positiven Effekte der Ankopplung des ersten Zahnrads über die elastischen äußeren Zähne ergeben sich hierbei selbstverständlich auch bei der Ankopplung des dritten Zahnrads an das Wellenrad. Das dritte Zahnrad kann ähnlich wie das erste Zahnrad unelastisch, bspw. aus Metall, ausgebildet sein. Auch ist eine einstückige und somit kostengünstige Fertigung des dritten Zahnrads möglich, im Gegensatz zum Stand der Technik, wobei vergleichbaren Anordnungen ein zusätzliches zweiteiliges Zahnrad notwendig ist, um ein ungewolltes Spiel zu verhindern. Dabei kann die erste Welle die Kurbelwelle des Motors sein, während die zweite und dritte Welle zwei aneinander gekoppelte Ausgleichswellen sind. Alternativ wäre aber auch bspw. denkbar, dass die erste und die dritte Welle als Ausgleichswellen ausgebildet sind, während die zweite Welle die Kurbelwelle ist.According to one embodiment, which can be advantageously used, for example, in an internal combustion engine with two balance shafts, the transmission unit has a third shaft with a third gear attached thereto, wherein the shaft wheel engages in the third gear. The above-described positive effects of the coupling of the first gear on the elastic outer teeth arise here, of course, also in the coupling of the third gear to the shaft wheel. The third gear may be similar to the first gear inelastic, for example. Made of metal, be formed. Also, a one-piece and thus cost-effective production of the third gear is possible, in contrast to the prior art, with comparable arrangements, an additional two-piece gear is necessary to prevent unwanted play. In this case, the first shaft may be the crankshaft of the engine, while the second and third shaft are two mutually coupled balancing shafts. Alternatively, however, it would also be conceivable, for example, for the first and third shafts to be designed as balancing shafts, while the second shaft is the crankshaft.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Further advantageous details and effects of the invention are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments illustrated in the figures. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit; 1 a schematic representation of a first embodiment of a transmission unit according to the invention;

2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit; sowie 2 a schematic representation of a second embodiment of a transmission unit according to the invention; such as

3 eine vergrößerte teilweise Schnittdarstellung eines Teils der Getriebeeinheit aus 1. 3 an enlarged partial sectional view of a part of the transmission unit 1 ,

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden. In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, which is why these are usually described only once.

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit 1, die im vorliegenden Fall Teil eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs ist. Dabei ist ein erstes Zahnrad 3 drehfest an eine Kurbelwelle 1 gekoppelt, die an einem (nicht dargestellten) Motorgehäuse drehbar gelagert ist. Das erste Zahnrad 3 besteht aus Metall, bspw. Sintermetall, Stahl, Grauguss oder Aluminium, und verhält sich im Wesentlichen unelastisch bzw. steif. Dies bedeutet, dass das erste Zahnrad 3 sowie insbesondere eine Mehrzahl von ersten Zähnen 4, die außenseitig daran ausgebildet sind, während des Betriebs der Getriebeeinheit keine nennenswerte Verformung erfahren. 1 shows a first embodiment of a transmission unit according to the invention 1 , which in the present case is part of an internal combustion engine of a motor vehicle. Here is a first gear 3 rotationally fixed to a crankshaft 1 coupled, which is rotatably mounted on a (not shown) motor housing. The first gear 3 consists of metal, for example sintered metal, steel, gray cast iron or aluminum, and is essentially inelastic or stiff. This means that the first gear 3 and in particular a plurality of first teeth 4 which are formed on the outside, experience no appreciable deformation during operation of the transmission unit.

Das erste Zahnrad 3 wirkt mit einem Wellenrad 6 zusammen, das drehfest mit einer Ausgleichswelle 5 verbunden ist. Während das erste Zahnrad 3 einstückig gefertigt ist, weist das Wellenrads 6 innenseitig ein zweites Zahnrad 7 auf, das einen Basiskörper des Wellenrads 6 bildet, sowie außenseitig einen doppelt gezahnten Zahnriemen 10, der eine Zahnkranzanordnung des Wellenrads 6 bildet. Die Abmessungen des Zahnriemens 10 sind dabei so gewählt, dass er unter leichter radialer Vorspannung außen auf dem zweiten Zahnrad 7 aufsitzt. Dabei greifen innere Zähne 11 des Zahnriemens 10 in zweiten Zähnen 8 des zweiten Zahnrads 7 ein bzw. sind intermittierend zwischen diesen angeordnet. Damit wird in tangentialer Richtung ein Formschluss zwischen dem zweiten Zahnrad 7 und dem Zahnriemen 10 hergestellt, wodurch diese drehmomentübertragend aneinander gekoppelt sind. Äußere Zähne 12 des Zahnriemens 10, die jeweils inneren Zähnen 11 gegenüberliegend angeordnet sind, greifen in den ersten Zähnen 4 ein und ermöglichen so eine Drehmomentübertragung vom ersten Zahnrad 3 auf das Wellenrad 6. Um die Struktur der zweiten Zähne 8 besser sichtbar zu machen, ist ein Teil des Zahnriemens 10 weggelassen und nur mit einer gestrichelten Linie dessen Kontur dargestellt.The first gear 3 works with a wave wheel 6 together, the rotation with a balance shaft 5 connected is. While the first gear 3 is made in one piece, has the Wellenrads 6 inside a second gear 7 on, that is a base body of the wave wheel 6 forms, and on the outside a double-toothed timing belt 10 , which is a sprocket assembly of the wave wheel 6 forms. The dimensions of the toothed belt 10 are chosen so that it under slight radial bias outside on the second gear 7 seated. This internal teeth attack 11 of the toothed belt 10 in second teeth 8th of the second gear 7 one or are arranged intermittently between them. This is in the tangential direction a positive connection between the second gear 7 and the timing belt 10 manufactured, whereby these torque-transmitting coupled to each other. Outer teeth 12 of the toothed belt 10 , each inner teeth 11 are arranged opposite each other, grab in the first teeth 4 and thus enable a torque transmission from the first gear 3 on the wave wheel 6 , To the structure of the second teeth 8th To make it more visible is part of the timing belt 10 omitted and shown with a dashed line whose contour.

Wie in der teilweisen Schnittdarstellung in 3 erkennbar ist, die einen Teil des Wellenrads 6 zeigt, weist der Zahnriemen 10 eine Matrix aus Gummi 13 auf, in die im Bereich der inneren Zähne 11 sowie äußeren Zähne 12 Verstärkungskörper 14 aus Metall eingelagert sind. Statt Gummi könnte auch ein anderes Elastomer verwendet werden. Dabei ist jeder Verstärkungskörper 14 von einem inneren Zahn 11 bis in einen äußeren Zahn 12 durchgehend ausgebildet. Hierdurch ergeben sich insgesamt eine Stabilisierung der äußeren Zähne 12 und eine verbesserte Ankopplung an das zweite Zahnrad 7. Der Verstärkungskörper 14 bildet dabei einen unelastischen Kern des jeweiligen Zahns 11, 12, der allerdings von einem elastischen Mantel aus Gummi 13 umgeben ist. Hierdurch ist der jeweilige Zahn 11, 12 nach wie vor elastisch verformbar. Alternativ zu der hier gezeigten Ausgestaltung könnte der Verstärkungskörper 14 auch komplett weggelassen werden, es könnten separate Verstärkungskörper für die inneren Zähne 11 und äußeren Zähne 12 vorgesehen sein oder der jeweilige Verstärkungskörper könnte auf den inneren Zahn 11 oder den äußeren Zahn 12 beschränkt sein. Wie sowohl in 1 als auch in 3 erkennbar ist, gehen die inneren und äußeren Zähne 11, 12 beiderseits von einem Bandabschnitt 15 aus, der sich kreisringförmig entlang des Zahnriemens 10 erstreckt. Um diesen Bandabschnitt 15 gegenüber tangential wirkenden Zugkräften zu stabilisieren, kann dieser bspw. durch Fasern 16 (bspw. Carbonfasern oder Glasfasern) verstärkt werden. In 3 enden die Fasern 16 jeweils vor einem Verstärkungskörper 14, sie können aber auch um diesen herumgeführt sein. Sowohl die Verstärkungskörper 14 als auch die Fasern 16 werden beim Urformen des Zahnriemens 10 in die Matrix aus Gummi 13 eingelagert. Der Formschluss zwischen dem Zahnriemen 10 und dem zweiten Zahnrad 7 kann optional durch einen Stoffschluss ergänzt werden, in dem der Zahnriemen 10 angeklebt wird oder ggf. unter Verwendung eines Haftvermittlers unmittelbar an das zweite Zahnrad 7 anvulkanisiert wird.As in the partial sectional view in 3 It can be seen that a part of the wave wheel 6 shows, points the timing belt 10 a matrix of rubber 13 on, in the area of the internal teeth 11 as well as external teeth 12 reinforcing body 14 are embedded in metal. Instead of rubber, another elastomer could be used. Here is each reinforcing body 14 from an inner tooth 11 into an outer tooth 12 formed throughout. This results in a total stabilization of the outer teeth 12 and an improved coupling to the second gear 7 , The reinforcing body 14 forms an inelastic core of the respective tooth 11 . 12 However, it is made of an elastic rubber coat 13 is surrounded. This is the particular tooth 11 . 12 still elastically deformable. As an alternative to the embodiment shown here, the reinforcing body could 14 also be completely omitted, it could be separate reinforcing body for the inner teeth 11 and outer teeth 12 be provided or the respective reinforcing body could be on the inner tooth 11 or the outer tooth 12 be limited. Like both in 1 as well as in 3 recognizable, go the inner and outer teeth 11 . 12 on both sides of a band section 15 out, which is circular along the toothed belt 10 extends. To this band section 15 To stabilize against tangentially acting tensile forces, this can, for example, by fibers 16 (For example, carbon fibers or glass fibers) are reinforced. In 3 end the fibers 16 each before a reinforcing body 14 but you can also be around it. Both the reinforcing body 14 as well as the fibers 16 become during the original forming of the toothed belt 10 in the matrix of rubber 13 stored. The positive connection between the toothed belt 10 and the second gear 7 can optionally be supplemented by a material connection in which the timing belt 10 is glued or possibly using a bonding agent directly to the second gear 7 is vulcanized.

Dadurch, dass die ersten Zähne 4 in den elastisch verformbaren äußeren Zähnen 12 eingreifen, wird die Geräuschentwicklung der Getriebeeinheit 1 wesentlich reduziert. Außerdem können etwaige Vibrationen nur in geringem Maße zwischen der Kurbelwelle 2 und der Ausgleichswelle 5 übertragen werden, da diese durch das Gummi 13 des Zahnriemens 10 gedämpft werden. Außerdem müssen für einen spielfreien Eingriff weder die ersten Zähne 4 noch die äußeren Zähne 12 mit besonderer Präzision gefertigt sein, da etwaige Abweichungen durch die elastische Verformung der äußeren Zähne 12 ausgeglichen werden können. Außerdem verringert sich die mechanische Belastung der ersten Zähne 4, weshalb diese nicht aufwendig gehärtet werden müssen. Gleiches gilt selbstverständlich für die zweiten Zähne 8 des zweiten Zahnrads 7.Because of that, the first teeth 4 in the elastically deformable outer teeth 12 intervene, the noise of the gear unit 1 significantly reduced. In addition, any vibrations are only slightly between the crankshaft 2 and the balance shaft 5 be transferred because of this by the rubber 13 of the toothed belt 10 be steamed. In addition, for a backlash-free intervention neither the first teeth 4 even the outer teeth 12 be made with special precision, since any deviations due to the elastic deformation of the outer teeth 12 can be compensated. In addition, the mechanical load of the first teeth is reduced 4 , why they do not have to be hardened consuming. The same applies, of course, for the second teeth 8th of the second gear 7 ,

Alternativ zu der hier gezeigten Ausgestaltung könnte ein Wellenrad, das einen wellenseitiges Zahnrad und einen hierauf aufsitzenden Zahnriemen aufweist, an der Kurbelwelle 2 befestigt sein, während an der Ausgleichswelle 5 ein einteiliges Zahnrad befestigt ist. Hiermit wären im Wesentlichen die gleichen Vorteile verbunden.As an alternative to the embodiment shown here, a shaft wheel, which has a shaft-side toothed wheel and a toothed belt seated thereon, could be attached to the crankshaft 2 be attached while on the balancer shaft 5 a one-piece gear is attached. This would essentially involve the same advantages.

1 zeigt eine Getriebeeinheit 1 mit einer einzigen Ausgleichswelle 5. Dabei ist ein Übersetzungsverhältnis von 1 gegeben. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform mit zwei Ausgleichswellen 5, 17. Hierbei greift das Wellenrad 6 einer ersten Ausgleichswelle 5 mit dem ersten Zahnrad 3 der Kurbelwelle 2 ein. Das erste Zahnrad 3 kann hierbei zur Ausführungsform in 1 identisch ausgebildet sein. Im Unterschied zu 1 ist hier ein Übersetzungsverhältnis von 2 zwischen dem ersten Zahnrad 3 und dem Wellenrad 6 gewählt. Dementsprechend sind sowohl das zweite Zahnrad 7 als auch der auf diesem aufsitzende Zahnriemen 10 kleiner dimensioniert als in 1 und weisen eine geringere Anzahl von zweiten Zähnen 8, inneren Zähnen 11 sowie äußeren Zähnen 12 auf. Das Wellenrad 6 wirkt mit einem dritten Zahnrad 18 zusammen, das drehfest mit einer zweiten Ausgleichswelle 17 verbunden ist. Dabei kann das dritte Zahnrad 18 ebenfalls einstückig aus Metall gefertigt sein. Außenseitige dritte Zähne 19 des dritten Zahnrads 18 greifen dabei in den äußeren Zähnen 12 ein, wobei sich durch die elastische Verformbarkeit der äußeren Zähne 12 auch hier die oben mit Bezug auf das erste Zahnrad 3 und das Wellenrad 6 geschilderten Vorteil ergeben. 1 shows a gear unit 1 with a single balance shaft 5 , It is a translation ratio of 1 given. 2 shows an alternative embodiment with two balance shafts 5 . 17 , This engages the wave wheel 6 a first balance shaft 5 with the first gear 3 the crankshaft 2 one. The first gear 3 can be used for the embodiment in 1 be formed identical. In contrast to 1 here is a gear ratio of 2 between the first gear 3 and the wave wheel 6 selected. Accordingly, both the second gear 7 as well as the on this seated timing belt 10 smaller dimensions than in 1 and have a smaller number of second teeth 8th , internal teeth 11 as well as external teeth 12 on. The wave wheel 6 acts with a third gear 18 together, the rotation with a second balance shaft 17 connected is. In this case, the third gear 18 also be made in one piece from metal. Outside third teeth 19 of the third gear 18 grab it in the outer teeth 12 a, which is characterized by the elastic deformability of the outer teeth 12 here too the above with respect to the first gear 3 and the wave wheel 6 described advantage.

Sowohl bei 1 als auch bei 2 ist das Wellenrad 6 mechanisch vergleichsweise einfach aufgebaut und kann kostengünstig hergestellt werden. Es besteht jeweils aus einem im Wesentlichen konventionellen, einstückig gefertigten zweiten Zahnrad 7 sowie einem Zahnriemen 10, der ebenfalls einstückig gefertigt ist. Eine mechanisch komplizierte mehrteilige Fertigung entfällt und es sind auch keine besonders niedrigen Fertigungstoleranzen einzuhalten. Aufgrund dessen ist die Getriebeeinheit 1 besonders kostengünstig herzustellen.Both at 1 as well as at 2 is the wave wheel 6 mechanically comparatively simple and can be manufactured inexpensively. It consists of a substantially conventional, integrally manufactured second gear 7 as well as a toothed belt 10 , which is also made in one piece. A mechanically complicated multi-part manufacturing is eliminated and there are no particularly low manufacturing tolerances to comply. Because of this, the transmission unit 1 especially inexpensive to produce.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Getriebeeinheit gear unit
2, 5, 172, 5, 17: Welle wave
3, 7, 183, 7, 18: Zahnrad gear
4, 8, 194, 8, 19: Zahn tooth
66: Wellenrad shaft wheel
1010: Zahnriemen toothed belt
11 11: innerer Zahninner tooth
1212: äußerer Zahn outer tooth
1313: Gummi rubber
14 14: Verstärkungskörperreinforcing body
1515: Bandabschnitt band section
1616: Faser fiber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4239963 A1 [0004]
DE 102014220551 A1 [0005]
EP 0214742 B1 [0006]
DE 3931480 A1 [0007]
DE 112014000744 [0008]
DE 60305682 T2 [0009]
US 5832974A [0010]
JP 2007-211836 A [0011]
KR 1020040026966 A [0012]
US 3,068,710 A [0013]
GB 744907A [0014]
DE 102011053287 A1 [0015]

Claims

Gear unit ( 1 ), comprising a first wave ( 2 ) with a first gear ( 3 ) and a second wave ( 5 ) with a shaft wheel attached thereto ( 6 ), with the first gear ( 3 ), characterized in that the wave wheel ( 6 ) on the shaft side an inelastic base body ( 7 ) and on the outside one with the base body ( 7 ) Torque transmitting connected sprocket assembly ( 10 ), the elastically deformable outer teeth ( 12 ) for engagement with the first gear ( 3 ) having.

Transmission unit according to claim 1, characterized in that the sprocket assembly ( 10 ) is integrally formed.

Transmission unit according to claim 1 or 2, characterized in that the sprocket assembly ( 10 ) in a form-fitting manner with the base body ( 7 ) connected is.

Gear unit according to one of the preceding claims, characterized in that the base body ( 7 ) is formed as a second gear, wherein the sprocket assembly ( 10 ) internal teeth ( 11 ) between base body teeth ( 8th ) of the base body ( 7 ) are arranged.

Transmission unit according to claim 4, characterized in that in each case an internal tooth ( 11 ) an external tooth ( 12 ) is arranged opposite one another.

Transmission unit according to claim 4 or 5, characterized in that the inner ( 11 ) and outer teeth ( 12 ) of an intermediate, annular band section ( 15 ) go out.

Transmission unit according to one of the preceding claims, characterized in that the sprocket assembly ( 10 ) at least partially made of rubber-elastic material ( 13 ) consists.

Transmission unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least some of the inner teeth ( 11 ) and / or the outer teeth ( 12 ) an inelastic core ( 14 ) at least partially made of an elastic material ( 13 ) is surrounded.

Transmission unit according to one of the preceding claims, characterized in that the sprocket assembly ( 10 ) cohesively with the base body ( 7 ) connected is.

Transmission unit according to one of the preceding claims, characterized by a third shaft ( 17 ) with a third gear ( 18 ), wherein the wave wheel ( 6 ) with the third gear ( 18 ) intervenes.