DE3907153A1

DE3907153A1 - Sound-damping means for gears

Info

Publication number: DE3907153A1
Application number: DE19893907153
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Dr Joachim
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1989-03-06
Publication date: 1989-09-21

Abstract

The sound-damping means for gears (1, 2) consist of annular discs (3.1 and 3.2) made of a sound-refracting but nevertheless mechanically dimensionally stable material which axially cover said gears only at the gear rim or in the region of meshing. The discs (3.1 and 3.2) have a radial width reaching above the tooth tip circle (7) and below the tooth root circle diameter (6) of the gear (1 and 2) carrying the friction disc (3), respectively. By means of an axial gap (8) between the gear rim end face (4 and 5) and inner surface of the annular disc (3), good ventilation and oil exchange in the radial direction from the respective cavities (14.1 and 14.2) forming in the meshing region are possible. By means of the annular discs (3.1 and 3.2) fastened on the gear rim under prestress, both the structure-borne sound and the airborne sound are retarded and refracted directly in the region of their occurrence. Since the gear webs can remain uncovered, their surface remains accessible to unhindered cooling. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft Schalldämpfungsmittel für Zahnräder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, welcher ausgeht von vor den Stirnseiten der Zahnräder angebrachten, ringförmigen Abdeckscheiben, wie sie beispielsweise durch die US-C 16 45 510 und die US-C 33 07 419 bekannt wurden. Die dort offenbarten Zahnräder waren mit den Schalldämpfungsabdeckscheiben nur im Bereich des Radsteges versehen, und daher waren deren Außendurchmesser noch kleiner als die Zahnfußkränze. Hierdurch war eine direkte Eindämmung des aus dem Eingriff der Zähne stammenden Luftschalles nicht möglich. Auch die vom Zahnkranz selbst emittierten Schallschwingungen konnten nicht unmittelbar gedämpft werden, sondern lediglich Resonanzerscheinungen im Steg. Ein weiterer Nachteil der bekannten großflächigen Verkleidungen der Stege war neben ihrem materiellen Zusatzgewicht die Beeinträchtigung der Kühlung der Zahnradkörper.The invention relates to soundproofing means for gears according to the preamble of claim 1, which starts from before ring-shaped attached to the end faces of the gears Cover panes, such as those described in US Pat. No. 1,645,510 and US-C 33 07 419 became known. The ones disclosed there Gears were only with the silencer cover plates Area of the wheel land provided, and therefore were Outer diameter even smaller than the gear rims. Hereby was a direct containment of the teeth from the engagement airborne noise not possible. Even from the ring gear even emitted sound vibrations could not be immediate are damped, but only resonance phenomena in the Web. Another disadvantage of the well-known large-scale Cladding of the webs was next to their material Additional weight affects the cooling of the Gear body.

Die Aufgabe der Erfindung wird hiervon ausgehend darin gesehen, Schalldämpfungsmittel für Zahnräder vorzuschlagen, welche die im Bereich der Zahnkränze vorhandenen Geräuschquellen direkt abdecken und dämpfen und es dennoch erlauben, an den Stegflächen der Räder einen Wärmestau zu vermeiden.The object of the invention is based on this seen proposing silencers for gears, which the existing in the area of the sprockets Cover and dampen noise sources directly and still allow heat to build up on the web surfaces of the wheels avoid.

Die Lösung wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 im wesentlichen dadurch erreicht, daß hauptsächlich die Stirnseiten der Zahnkränze, und zwar mindestens über die ganze Zahnhöhe nach außen reichend axial abgedeckt werden, so daß primär die Reib- und Stoßgeräusche sowie das Pfeifen und Knacken der Berührungs- und Ablösevorgänge der einzelnen Zahneingriffe nächstmöglich zu den Geräuschentstehungsorten abgefangen werden. Durch axiale Anpressung bzw. Versteifung des Zahnkranzes mittels der Ringscheiben wird auch der Körperschall der dort entstehenden Schwingungen gebremst bzw. verhindert und das Entstehen von Resonanzen verhütet. Dabei kann schon eine Anpressung von radialen Teilflächen genügen und können Steg und Nabe des gesamten Zahnrades z. B. zwecks besserer Kühlung unabgedeckt bleiben. Auch die äußere Abschirmung des Zahnkranzes selbst sowie die an ihm angreifenden und seine Eigenschwingungen störenden Befestigungselemente für die erfindungsgemäß vorgesehenen Ringscheiben tragen zur Geräuschdämpfung bei. Ein weiterer, auch in bezug auf Geräusche indirekt wirksamer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die Ringscheibe einen allzu raschen seitlichen Ablauf des Schmieröles bremst.The solution is with the features of claim 1 in essentially achieved in that mainly End faces of the sprockets, at least over the whole Tooth height to the outside are covered axially so that primarily the friction and impact noises as well as the whistling and Cracking the touching and peeling processes of the individual Interlocking teeth as close as possible to the noise generation locations be intercepted. By axially pressing or stiffening the The structure-borne noise also becomes ring gear by means of the ring washers the vibrations occurring there are braked or prevented and the occurrence of resonances is prevented. One can Pressure from radial partial surfaces are sufficient and can be web and Hub of the entire gear z. B. for better cooling remain uncovered. Even the outer shield of the ring gear itself as well as those attacking it and its natural vibrations disruptive fasteners for the invention provided washers contribute to noise reduction. A Another advantage that is also indirectly effective with regard to noise arises from the fact that the annular disc is too rapid side drain of the lubricating oil brakes.

Obwohl es möglich ist, je ein Zahnrad eines Paares beidseits mit Reibscheiben zu versehen, kann auch die Anbringung auf je einer Stirnseite vorteilhaft sein, wenn die Ringscheiben in der Zahnradbreite achsversetzt gegeneinander auf verschiedenen Seiten einander in der Abdeckwirkung ergänzen.Although it is possible, a gear wheel of a pair on both sides to provide with friction disks, the attachment can be made on each one end face may be advantageous if the washers in the Gear width offset on different axles Sides complement each other in the covering effect.

Dank der erfindungsgemäß auf den Zahnkranz beschränkten Abdeckung können die Flächen der Zahnradstege für ungehinderten Wärmeaustausch frei bleiben. Der gewichts- und volumenmäßige Mehraufwand bleibt dann infolge der geringen Zahnkranzhöhe unbedeutend. Wenn die Scheiben mit Vorspannung nur punktuell anliegen, wird auch auf den Stirnflächen der Zahnkränze gute Kühlung und außerdem eine intensive Schalldämmung erreicht werden.Thanks to the invention limited to the ring gear Can cover the surfaces of the gear ridges for unhindered Heat exchange remains free. The weight and volume Additional effort then remains due to the low gear rim height insignificant. If the washers with preload only selectively will also be good on the end faces of the sprockets Cooling and also intensive sound insulation achieved will.

Wo gewünscht, kann bei entsprechend größerer Wanddicke der Ringscheiben auch ein zusätzlicher Schwungradeffekt mit entsprechend schwerem Abdeckmaterial neben der Schalldämpfungsmaßnahme erzielt werden.Where desired, the wall thickness can be increased accordingly Ring discs also have an additional flywheel effect correspondingly heavy covering material next to the Sound absorption measure can be achieved.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den besondere Ausgestaltungsmöglichkeiten definierenden Unteransprüchen:Other advantages result from the special Subclaims defining design options:

- By an axial, for example, using washers Distance between the inside of the washer and the External surface of the opposite end face is provided is still a good one, despite sound absorption Ventilation of the teeth in engagement or the tooth gaps to be vented there. Can too thus grinding contact of the ring discs on the Counter wheels also in the event of heat-related changes in the Axial distances can be avoided with certainty.
- Axially before hardening in the sprockets built-in blind holes is an easy attachment through rivets, similar to clutch and brake discs, or possible with screws.
- Noses or collar formed by the ring washer, which in axial recesses or in an annular groove or behind one The recessed edge of the sprockets can engage in centrifugal forces in a simple manner without further individual parts the friction discs are caught particularly well. This can also be attached using adhesives etc. favor.
- Also come on materials for the washers non-metallic materials with good dimensional stability and toughness when heated and high resistance to aging against lubricants in question. A special structuring the inside of the sound waves Ring disks or those that promote sound refraction Coating can improve the result without Losing fastening security. Also the outer edges of the washers Reduction of airflow noise at the gaps preferably rounded or broken.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.The invention is not based on the combinations of features Claims limited. There are more for the person skilled in the art reasonable combinations of claims and individual Claim characteristics from the task.

Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is based on schematic below Drawings of exemplary embodiments explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch den abgedeckten Zahneingriff mit Ringscheiben beiderseits der Zahnräder, wobei die Ringscheiben jeweils einen axialen Abstand gegenüber den Stirnseiten des Gegenzahnrades aufweisen. Fig. 1 shows a partial section through the covered tooth engagement with washers on both sides of the gears, the washers each having an axial distance from the end faces of the counter gear.

Fig. 2 zeigt eine sinngemäß gleiche Anordnung, bei welcher an jedem der beiden Zahnkränze je eine Ringscheibe auf der jeweils gegenüberliegenden Seite so angebracht ist, daß gleichfalls eine beiderseitige Überdeckung des Zahneingriffsbereiches stattfindet. Der axiale Abstand wird hier durch einen geringen Axialversatz der beiden Räder zueinander erreicht. Fig. 2 shows a similar arrangement, in which on each of the two sprockets a ring washer is attached on the opposite side so that there is also a mutual coverage of the tooth engagement area. The axial distance is achieved here by a small axial offset between the two wheels.

Fig. 3 zeigt die sinngemäß gleiche Anordnung, jedoch mit angeklebten und durch einen Axialkragen zusätzlich gehalterten Ringscheiben. Fig. 3 shows the same arrangement, but with glued and additionally held by an axial collar washers.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht, etwa entsprechend der Fig. 2, aus der ersichtlich wird, daß die Ringscheiben, schon wenn sie den jeweiligen Kopfkreis nur wenig mit ihrem Außendurchmesser überschreiten, den gesamten Berührungsbereich der Zähne während des Durchlaufens durch das jeweilige Gegenrad axial überdecken. Fig. 4 shows a view, approximately corresponding to Fig. 2, from which it can be seen that the washers, even if they only slightly exceed the respective tip circle with their outer diameter, axially cover the entire contact area of the teeth during passage through the respective counter wheel .

In Fig. 1 hat ein Zahnrad 1 Eingriff in einem Gegenstand 2, welches mit Ringscheiben 3.1 zur Schalldämpfung sowohl auf seiner vorderen Stirnseite 4 als auch auf seiner rückwärtigen Stirnseite 5 versehen ist. Die Höhe der am Zahnrad 1 befestigten Ringscheiben 3.1 in radialer Richtung wird dabei so gewählt, daß der Scheibeninnendurchmesser 6 und die Scheibenaußendurchmesser 7 eine Ringbreite ergeben, mit der mindestens der Eingriffsbereich axial gut überdeckt wird. Im Beispiel sind zwischen den Stirnseiten 4 und 5 und den Ringscheiben 3.1 gegenüber dem Zahnrad 1 axiale Abstände 8 zur besseren Entlüftung und zur Vermeidung seitlichen Anlaufens vorgesehen. Zu diesem Zweck besitzt hier das Zahnrad 2 eine größere Gesamtbreite als das Zahnrad 1. Die am Zahnrad 2 befestigten Ringscheiben 3.2 sind am Zahnrad 2 z. B. mittels Nieten 9 befestigt, welche in entsprechende Sacklöcher im Bereich des Zahnes und des Zahnkranzes eingestemmt sind. Es ist auch die Verwendung von Schrauben oder Punktschweißung möglich.In Fig. 1, a gear 1 engages in an object 2 , which is provided with washers 3.1 for sound absorption both on its front face 4 and on its rear face 5 . The height of the ring disks 3.1 attached to the gear 1 in the radial direction is chosen so that the disk inner diameter 6 and the disk outer diameter 7 result in a ring width with which at least the engagement area is covered axially well. In the example, axial distances 8 are provided between the end faces 4 and 5 and the annular disks 3.1 with respect to the gearwheel 1 for better ventilation and to avoid lateral tarnishing. For this purpose, the gear 2 has a larger overall width than the gear 1 . The attached to the gear 2 washers 3.2 are on the gear 2 z. B. attached by rivets 9 , which are caulked into corresponding blind holes in the area of the tooth and the ring gear. The use of screws or spot welding is also possible.

In Fig. 2 ist sowohl beim Zahnrad 1 als auch beim Zahnrad 2 jeweils eine Ringscheibe 3.1 bzw. 3.2 jeweils um die Zahnbreite versetzt gegenüber der gegenüber angeordneten Ringscheibe angeordnet. Dadurch finden sich jeweils nur auf einer der Stirnseiten 4 bzw. 5 Befestigungsbohrungen bzw. Nieten 9.In FIG. 2, both the gear 1 and the gear 2 each have an annular disk 3.1 or 3.2, each offset by the tooth width, with respect to the opposing annular disk. As a result, there are fastening holes or rivets 9 only on one of the end faces 4 or 5 .

Hier ist der axiale Abstand 8 durch einen Mittenversatz der beiden Zahnräder 1 und 2 erreicht. Die Außendurchmesser der Ringscheiben 3.1 und 3.2 wurden jeweils deutlich größer gewählt als die Zahnkopfkreisdurchmesser 7.1 bzw. 7.2 des ihnen zugeordneten Zahnkranzes. Die Scheibeninnendurchmesser 6 wurden jeweils so gewählt, daß sie deutlich kleiner sind als die Zahnfußkreisdurchmesser 6.1 bzw. 6.2 der ihnen zugeordneten Zahnkränze.Here the axial distance 8 is achieved by a center offset of the two gear wheels 1 and 2 . The outer diameters of the ring disks 3.1 and 3.2 were each chosen to be significantly larger than the tooth tip diameter 7.1 or 7.2 of the ring gear assigned to them. The inner disc diameter 6 were chosen so that they are significantly smaller than the tooth root diameter 6.1 or 6.2 of the sprockets assigned to them.

Fig. 3 zeigt eine der Anordnung nach Fig. 2 im Prinzip entsprechende Ausführung, jedoch sind die Ringscheiben 3.1 und 3.2 hier unmittelbar auf die jeweils zugeordnete Stirnseite 4 bzw. 5 des sie tragenden Zahnrades 1 bzw. 2 mittels einer Klebeschicht 10 aufgepreßt. Für den Fall, daß aufgrund hoher Drehgeschwindigkeiten die Klebeschicht 10 durch Fliehkräfte gefährdet erscheint, besteht die Möglichkeit, die Ringscheiben nabenseitig mit Nasen oder einem Kragen 11 zu versehen und diesen gegebenenfalls mit leichter Vorspannung entweder in punktuelle Vertiefungen oder eine radiale Ringnut 12 oder z. B. in einen Rücksprung 13 am Übergang des Zahnkranzes zum Steg radial einzurasten. Fig. 3 shows an embodiment corresponding to the arrangement of Fig. 2 in principle, but the washers 3.1 and 3.2 are pressed here directly onto the respectively assigned end face 4 or 5 of the gear wheel 1 or 2 carrying them by means of an adhesive layer 10 . In the event that the adhesive layer 10 appears to be endangered by centrifugal forces due to high speeds of rotation, there is the possibility of providing the ring disks on the hub side with lugs or a collar 11 and, if necessary, with slight preload either in punctiform depressions or a radial annular groove 12 or z. B. radially engage in a recess 13 at the transition of the ring gear to the web.

Fig. 4 verdeutlicht die Überdeckungswirkung der Ringscheiben 3.1 und 3.2 und deren Zuordnung zum jeweiligen Eingriffsbereich der Zahnräder 1 und 2. Die im oberen Bildteil dargestellte Ringscheibe 3.2, welche den Eingriffsbereich der Verzahnung in Blickrichtung mit ihrem Außendurchmesser 7 bis in den Zahnfußkreisdurchmesserbereich 6.2 des Zahnrades 2 überdeckt, hat einen Scheibeninnendurchmesser 6, welcher die Anordnung einer Befestigungsniete 9 im ungeschwächten Bereich des Zahnkranzes weit unterhalb der Zahnfüße erlaubt. Je eine weitere, eventuell kleinere Befestigungsniete 9 kann bei genügend breiten Zähnen in die Mitte des einen oder anderen Zahnes eingesetzt sein. Im Bild wird deutlich, daß die im Angriffsbereich entstehenden Hohlräume 14.1 und 14.2, aus welchen erfahrungsgemäß der überwiegende Teil der Schallemission herrührt, hier voll axial überdeckt sind. Dies wird erreicht, weil der Scheibeninnendurchmesser 6 kleiner als der Zahnfußkreisdurchmesser 6.1 des zugehörigen Zahnrades 1 und der Scheibenaußendurchmesser 7 deutlich größer als der Zahnkopfkreisdurchmesser 7.1 des zugehörigen Zahnrades 1 ist. Neben der Abdämmung des Luftschalles sinkt indessen bei dicht gegen die Zahnkranzstirnseiten 4, 5 angepreßten Ringscheiben 3.1 und 3.2 aber auch die Körperschallstärke durch Abbremsung von Schwingungen und Unterbindung der Resonanzen infolge der versteifenden bzw. schwingungsstörenden Wirkung der Ringscheiben 3.1 und 3.2 und ihrer Befestigungsmittel 9 bzw. 10. Fig. 4 illustrates the overlapping effect of the rings 3.1 and 3.2 and their assignment to the respective engagement portion of the gears 1 and 2. The ring disk 3.2 shown in the upper part of the figure, which covers the engagement area of the toothing in the direction of view with its outer diameter 7 up to the tooth root diameter area 6.2 of the gear 2 , has an inner disk diameter 6 , which allows the arrangement of a fastening rivet 9 in the unattenuated area of the ring gear far below the tooth feet . A further, possibly smaller fastening rivet 9 can be inserted in the middle of one or the other tooth if the teeth are sufficiently wide. The picture clearly shows that the cavities 14.1 and 14.2 that arise in the area of attack, from which experience has shown that the majority of the sound emission originates, are completely covered axially here. This is achieved because the disc inner diameter 6 is smaller than the tooth root diameter 6.1 of the associated gear 1 and the disc outer diameter 7 is significantly larger than the tooth tip diameter 7.1 of the associated gear 1 . In addition to the insulation of the airborne sound, however , the ring sound 3.1 and 3.2 , which is pressed tightly against the ring gear end faces 4, 5, also reduces the structure-borne noise by braking vibrations and suppressing the resonances as a result of the stiffening or vibration-disturbing effect of the ring disks 3.1 and 3.2 and their fastening means 9 or 10th

BezugszeichenReference numerals

1 Zahnrad
2 Zahnrad
2.1 Steg von 2
3.1 Ringscheibe zur Schalldämpfung an 1
3.2 Ringscheibe zur Schalldämpfung an 2
4 Vordere Stirnseite
5 Rückwärtige Stirnseite
6 Scheibeninnendurchmesser von 3
6.1 Zahnfußkreisdurchmesser von 1
6.2 Zahnfußkreisdurchmesser von 2
7 Scheibenaußendurchmesser von 3
7.1 Zahnkopfkreisdurchmesser von 1
7.2 Zahnkopfkreisdurchmesser von 2
8 Axialer Abstand von 3 gegen 4 bzw. 5
9 Befestigungselemente (Niete) für 3
10 Klebeschicht zwischen 3 und 4 bzw. 5
11 Nase bzw. Kragen von 3 in 4 bzw. 5
12 Ringnut in 4 bzw. 5
13 Rücksprung an 4 bzw. 5
14 Verzahnungshohlräume im Eingriffsbereich 1 gear
2 gear
2.1 bridge of 2
3.1 Ring disc for sound absorption on 1
3.2 Ring disc for sound absorption on 2
4 Front end
5 Rear face
6 inner disc diameter of 3
6.1 tooth root diameter of 1
6.2 tooth root diameter of 2
7 disc outer diameter of 3
7.1 tooth tip diameter of 1
7.2 tooth tip diameter of 2
8 Axial distance from 3 to 4 or 5
9 fasteners (rivets) for 3
10 adhesive layer between 3 and 4 or 5
11 nose or collar from 3 in 4 or 5
12 ring groove in 4 or 5
13 return to 4 or 5
14 tooth cavities in the engagement area

Claims

1. Muffler for gears ( 1, 2 ), which consist essentially of attachable to their end faces washers, characterized in that at least one washer ( 3.1 or 3.2 ) with an up to the tooth tip diameter ( 7.1 or 7.2 ) of the gear they carry ( 1 or 2 ) outer diameter ( 7 ) is provided on at least that end face ( 4 or 5 ) on which an associated counter wheel ( 1 or 2 ) is uncovered in the region of its ring gear.

2. Muffler according to claim 1, characterized in that the one annular disc ( 3.1 or 3.2 ) bearing end face ( 4 or 5 ) relative to the associated end face ( 4 or 5 ) of the counter gear ( 1 or 2 ) an axial Has distance ( 8 ).

3. Muffler according to claim 1, characterized in that the annular discs ( 3.1 or 3.2 ) are fastened and pressed by means of punctually arranged fastening means ( 9 ) in blind holes, which axially in the sprockets or teeth of the gears ( 1 or 2 ) before the hardening of which has been incorporated.

4. Acoustic damping means according to claim 1, characterized in that the annular discs ( 3.1 and 3.2 ) in the direction of the end faces covered by them ( 4 or 5 ) of the associated gears ( 1 or 2 ) axially overlapping lugs or collars ( 11 ) are formed are which can be axially latched into axial recesses or annular grooves ( 12 ) or behind an axial recess ( 13 ) on the associated ring gear.

5. Muffler according to claim 1, characterized in that the annular discs ( 3.1 and 3.2 ) on the end faces ( 4 and 5 ) are glued or soldered.

6. Acoustic damping means according to claim 1, characterized in that the engagement area of the teeth ( 1 or 2 ) facing the inner surface of the annular discs ( 3.1 or 3.2 ) are coated with a particularly sound-absorbing or sound-refracting surface structure.