DE60203266T2

DE60203266T2 - Vorrichtung zur verringerung von getriebezugspiel

Info

Publication number: DE60203266T2
Application number: DE60203266T
Authority: DE
Inventors: Kenneth Ask; Elise NIELSEN HÖJKROGH; Nils-Olof Hakansson
Original assignee: Volvo Lastvagnar AB
Current assignee: Volvo Truck Corp
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2002-02-11
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2022-02-12
Also published as: ATE291186T1; BR0207185A; EP1362199B1; BR0207185B1; JP3979530B2; DE60203266D1; EP1362199A1; WO2002065001A1; SE0100496L; SE520910C2; US20040103737A1; US7086302B2; SE0100496D0; JP2004518916A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reduzierung eines Spiels in einem Zahnrad wie sie durch die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 definiert ist, die aus der DE-A-3901076 bekannt sind, in der das Gehäuse der hydraulischen Vorrichtung an einem Zahnkranz befestigt ist und ihr Kolben auf den anderen Zahnkranz wirkt.
HINTERGRUND
Bei Verbrennungskraftmaschinen mit einer oben liegenden Nockenwelle wird manchmal ein Getriebezug zum Antrieb der Nockenwelle verwendet. Bei dieser Verbindung kann der Getriebezug drei oder mehr seriell angeordnete Zahnräder umfassen. Wenn die Nockenwelle das Öffnen oder Schließen von federbetätigten Ventilen steuert, ist die Nockenwelle während ihrer Drehung Drehmomenten ausgesetzt, die sich in großem Ausmaß verändern. Dies bedeutet, dass jegliches Spiel, das bei dem Zahneingriff auftritt, normalerweise ein hohes Geräuschniveau und auch eine Zahnabnutzung verursacht.
Um das Spiel auf ein Minimum zu beschränken, sind so viele Zahnräder wie möglich an demselben Teil angebracht, beispielsweise an einer gemeinsamen Getriebeplatte. Bei Motoren mit oben liegender Nockenwelle muss das Nockenwellenrad jedoch in einem anderen Teil angebracht werden, wobei die Toleranzkette dann länger ist und die Genauigkeit schlechter. Obwohl die Position beispielsweise eines Zwischenrades so konstruiert werden kann, dass es einstellbar ist, kann das Spiel nichts desto trotz unakzeptierbar groß sein.
Eine weitere Vorrichtung ist aus der US 5979260 bekannt, die zur Reduzierung des Spiels in einem Getriebezug dient. Diese Vorrichtung umfasst ein Zahnrad mit Zahnkränzen, die in der Radebene geteilt sind und durch Drehung verschoben werden können, so dass die vorstehende und sich ergebende Zahnbreite größer wird und die Zahnlücke füllt. Das Zahnrad ist mit kraftvollen Federn ausgestattet, die die zwei Zahnflanken auseinanderhalten, so dass das Spiel bei wenigstens einem Zahneingriff Null ist. Da der Raum sehr begrenzt ist und große Kräfte erforderlich sind, ist dies eine Konstruktion, bei der es sehr schwierig ist, einerseits Raum für ausreichend große Federn zu finden und andererseits, da diese sehr steif und toleranzempfindlich sind, es zu schaffen, dass alle Federn einigermaßen gleich arbeiten, und die gewünschte Präzision der Kräfte zu erreichen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zu schaffen, die das Problem eines sich veränderten Spiels auf wirksamere Weise löst, als beim Stand der Technik.
Die Erfindung bezieht sich deshalb auf eine Vorrichtung zur Reduzierung eines Spiels in einem Zahnrad, wie sie durch die Merkmale von Anspruch 1 definiert ist.
Verschiedene vorteilhafte illustrative Ausführungsformen der Erfindung sind aus den folgenden abhängigen Ansprüchen erkennbar.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer illustrativen Ausführungsform näher erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, in denen
1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Zahnrads ist, das erfindungsgemäß konstruiert ist,
2 eine Draufsicht auf das Zahnrad von 1 zeigt,
3 ein Schnitt entlang der Linie B-B in 2 ist,
4 die entgegengesetzte Seite des Zahnrads in einer 2 entsprechenden Weise zeigt, und
5 ein Schnitt entlang der Linie A-A in 2 ist.
BESCHREIBUNG EINER ILLUSTRATIVEN AUSFÜHRUNGSFORM
Das in den 1–4 gezeigte Zahnrad 10 umfasst einen ersten scheibenförmigen Zahnkranz 11 und einen zweiten scheibenförmigen Zahnkranz 12, die mit Hilfe von Schraubenverbindungen miteinander verbunden sind. Diese Schraubenverbindungen sind so konstruiert, dass sie eine gewisse Beweglichkeit in der Scheibenebene ermöglichen, beispielsweise um eine gemeinsame Drehachse. Aufgrund dieser Bewegungsmöglichkeit können die parallelen Zahnpaare 14 scherenähnlich verschoben werden, so dass sie auf bekannt Weise jedes Spiel beim Eingriff mit einem zwischenwirkenden Zahnrad (nicht gezeigt) aufnehmen können.
Die Verschiebung der Zahnkränze 11, 12 wird durch kleine hydraulische Zylinder 15 durchgeführt, die in Aussparungen 16 in den zwei Zahnkränzen angeordnet sind. Der Einbau der hydraulischen Zylinder 15 ist aus 5 erkennbar, die zeigt, wie sich ein hydraulischer Zylinder in einem Winkel zu der Scheibenebene erstreckt, so dass er mit einem teilsphärischen Fußabschnitt 15a in einem schalenförmigen Sitz 11a in dem Zahnkranz 11, und einem entsprechenden teilsphärischen Kopfabschnitt 15b in einem schalenförmigen Sitz 12a in dem Zahnkranz 12 gelagert ist.
Der hydraulische Zylinder umfasst einen inneren und einen äußeren Zylinderteil 15c bzw. 15d, die miteinander eine Innenkammer 17 bilden, die mit einer Druckquelle (nicht gezeigt) über eine Leitung 18 in dem Zahnkranz 12 kommunizieren kann. In der Kammer 17 ist eine Druckfeder 19, eine Führungsbuchse 20 für die Feder und ein sphärischer Körper 21 aufgenommen, die zusammen ein Rückschlagventil gegen die Öffnung der Leitung 18 bilden.
Der hydraulische Zylinder kann beispielsweise von der Ölpumpe einer Verbrennungskraftmaschine Arbeitsdruck erhalten. Bei der gezeigten illustrativen Ausführungsform werden vier hydraulische Zylinder verwendet, um eine Drehkraft zwischen den zwei Zahnkränzen 11, 12 zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist es natürlich auch möglich, mehr oder weniger hydraulische Zylinder zu verwenden. Der Öldruck setzt die Zähne einer Spannung aus, um das Spiel bei niedrigem Druck zu beseitigen, wenn die Drehmomentübertragung Null ist, und das Rückschlagventil verhindert, dass das Öl zurückströmt, wenn wieder ein Drehmoment aufgebracht wird. Der auf das eingeschlossene Öl ausgeübte Druck erhöht sich dann auf das Niveau, das erforderlich ist, um das Drehmoment zu übertragen. Alle Kolbenzylinder arbeiten mit dem gleichen Druck, da sie alle dem entsprechenden Nullspiel entsprechend gefüllt sind.
Das System kann nach demselben Prinzip arbeiten, wie herkömmliche Ventilspielkompensatoren für Verbrennungskraftmaschinen, d. h. mit einer kleinen kontrollierten Leckage und einer periodischen Auffüllung zwischen den Drehmomentänderungen. Dies bedeutet, dass beispielsweise im Falle eines Viertaktmotors mit sechs Zylindern das Spiel sechsmal pro Umdrehung der Nockenwelle eingestellt wird, weshalb es auch für das System möglich ist, alle Teilungsfehler in dem Zahnradgetriebe zu kompensieren.
Die Erfindung ist nicht als auf die oben beschriebenen, illustrativen Ausführungen beschränkt anzusehen, sondern es sind auch eine Zahl verschiedener Varianten und Modifi kationen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Patentansprüche möglich. Beispielsweise kann die Vorrichtung mehr als zwei Zahnkränze umfassen.

Claims

Vorrichtung zur Reduzierung eines Spiels in einem Zahnrad (10), wobei das Rad wenigstens zwei zusammenwirkende Zahnkränze (11, 12), die mit einer bestimmten Beweglichkeit relativ zueinander drehen können, und wenigstens eine Einstelleinrichtung (15) umfasst, die zwischen den Zahnkränzen zur Einstellung des relativen Drehwinkels der Zahnkränze um eine gemeinsame Drehachse angeordnet ist, wobei die Einstelleinrichtung (15) von einem Hydraulikzylinder gebildet wird, der mit einer Druckmediumquelle verbunden und so angeordnet ist, dass er zwischen den zwei Zahnkränzen (11, 12) so wirkt, dass eine Kraft auftritt, die zur Verschiebung eines Zahnkranzes bezüglich des anderen um die Achse dient, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hydraulikzylinder (15) so in einem Winkel zu der Scheibenebene erstreckt, dass er mit einem teilsphärischen Fussabschnitt (15a) in einem schalenförmigen Sitz (11a) in einem Zahnkranz (11) und einem entsprechenden teilsphärischen Kopfabschnitt (15b) in einem schalenförmigen Sitz (12a) in dem anderen Zahnkranz (12) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Hydraulikzylinder (15) mit gleichem Abstand bezüglich zueinander in einer Teilungsebene zwischen zwei Zahnkränzen (11, 12) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hydraulikzylinder (15) zwei Hülsenteile (15c, 15d) umfasst, die teleskopisch innerhalb des anderen angeordnet sind, wobei einer von diesen einen Kanal (18) aufweist, der mit dem Inneren der Hülsen für eine Zufuhr von Druckmedium verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenteile (15c, 15d) zusammen eine innere Kammer (17) bilden, in der eine Druckfeder (19), eine Führungsbuchse (20) für die Feder und ein sphärischer Körper (21) aufgenommen sind, die zusammen ein Rückschlagventil für den Hydraulikdruck bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (15) einen Arbeitsdruck von der Ölpumpe eines Verbrennungsmotors erhält.