DE955467C

DE955467C - Stirnzahnrad, insbesondere zum Antrieb der Nockenwelle in Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE955467C
Application number: DEO3077A
Authority: DE
Inventors: Oscar C Kreis
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1953-07-25
Filing date: 1953-07-25
Publication date: 1957-01-03

Description

Stirnzahnrad, insbesondere zum Antrieb der Nockenwelle in Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf die Konstruktion von Stirnzahnrädern, insbesondere zum Antrieb der Nockenwelle in Brennkraftmaschinen.
Die richtige Ausbildung der Nockenwellenantriebsräder in Brennkraftmaschinen hat den Konstrukteur schon immer vor schwierige Aufgaben gestellt.
Einesteils müssen diese Räder ziemlich erhebliche Kräfte übertragen, während andererseits große Anforderungen an Laufruhe und Genauigkeit gestellt werden. Die Nockenwelle überträgt besonders bei den heutigen hohen Drehzahlen und den gesteigerten Belastungen der Ventiltriebe moderner Brennkraftmaschinen erhebliche Torsionsschwingungen auf das Nockenwellenrad. Bisher hat man besonders zur Erzielung großer Laufruhe die Nockenwellenräder häufig aus einem mit Gewebe oder sonstwie verstärkten Kunstharz hergestellt. Solche Räder genügten bisher den Anforderungen sowohl an Laufruhe als auch Festigkeit und Abnutzung. Den steigenden Drehzahlen, höheren Wärme- und mechanischen Belastungen bei modernen Brennkraftmaschinen jedoch sind diese aus Kunstharz hergestellten Nockenwellenräder nicht mehr gewachsen.
Man hat daher in letzter Zeit wieder auf Stahlräder oder gußeiserne Räder zurückgegriffen, die die erforderlichen mechanischen Eigenschaften aufweisen, und versucht, den Anforderungen an Laufruhe durch die Einschaltung von geräuschdämpfenden Materialien, z. B. Gummi, zu genügen.
Dabei hat man um die Radnabe oder um die Radscheibe einen Gummiring gelegt und den Zahnkranz als Einzelteil über diesen Gummiring gezogen und alle Teile, entweder durch einen festen Preßsitz oder durch Vulkanisation, miteinander verbunden. Dabei ergibt sich der Nachteil, daß die Haftflächen für den Gummi zu klein werden, so daß sie nicht ausreichen, um die erforderlichen Kräfte zu übertragen. Auch muß der Gummi ziemlich hart gewählt werden, um die Belastungen zu übertragen. Die dadurch bedingte harte Gummiqualität wiederum gibt aber keine ausreichende Dämpfung der Geräusche.
Bei sogenannten Tellerrädern ist es bekannt, zwischen der Nabe und dem Zahnkranz eine Zwischenlage aus Gummi einzubauen, die mit den beiden Radteilen auf einer großen Fläche verbunden ist. Bei diesen Zahnrädern besitzt der Zahnkranz annähernd in der Verlängerung der Zähne einen senkrecht zur Radachse sich erstreckenden Flansch, welcher der scheibenförmigen elastischen Zwischenlage eine große Haftfläche bietet. Dieses Konstruktionsprinzip ist auf Stirnzahnräder nicht anwendbar, da hierbei der Zahnkranz nur eine verhältnismäßig geringe Verbindungsfläche zu der elastischen Zwischenlage in einer Ebene parallel zur Radachse bietet. Die Verbindung der Zwischenlage mit Zahnkranz und Nabenteil in der Weise, daß die Umfangskräfte sicher übertragen werden, ist deshalb sehr schwierig.
Um die Haftflächen für die Zwischenlage bei Stirnzahnrädern zu vergrößern, ist auch schon vorgeschlagen worden, Zahnkranz und Nabenteil mit Nuten oder Profilierungen zu versehen. Diese Maßnahmen verteuern jedoch die Herstellung der Zahnräder. Es wird deshalb vorgeschlagen, dem geräuschdämpfenden Verbindungselement zwischen Zahnkranz und Radkörper einen T-förmigen Querschnitt zu geben, wobei seine Außenfläche mit dem Zahnkranz und der zur Radachse gerichtete Flansch mit dem Radkörper auf großer Fläche verbunden ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Stirnzahnrad werden bei größter Einfachheit der Teile .die in Umfangsrichtung wirkenden Zahnkräfte infolge der vergrößerten Haftfläche zwischen Radkörper und der Einlage sicher übertragen und gleichzeitig eine vollständige Geräuschdämpfung gewährleistet.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben und veranschaulicht ist. In der Zeichnung stellt Fig. i eine Ansicht des Nockenwellenrades nach der Erfindung dar; Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. i.
Zwischen der Nabe IO und dem Zahnkranz i i des Zahnrades ist eine Einlage 12 aus geräuschdämpfendem Material, beispielsweise Gummi od. dgl., vorgesehen.
Nach der Erfindung wird die Einlage 12 mit dem Zahnkranz II und der Nabe IO über große Flächen verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einlage 12 zu diesem Zweck im Querschnitt T-förmig gestaltet und ruht zwischen der Radscheibe 13 und einer aus Blech geprägten Platte I4. An zwei Stellen besitzt das Zahnrad Aussparungen 15. Die Einlage 12 kann mit den angrenzenden Teilen durch einen Preßsitz oder, wie es in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist, durch Vulkanisieren verbunden sein. Die Nabe IO kann zweiteilig ausgebildet sein, so daß auf die aus Blech geprägte Platte I4 verzichtet werden kann.
Durch die besondere Ausbildung der Einlage und vor allem durch deren große Haftfläche wird es dem Konstrukteur ermöglicht, freizügig dasjenige geräuschdämpfende Material zu- verwenden, das den Anforderungen hinsichtlich Festigkeit und Dämpfung gerecht wird.
Ferner werden durch die Erfindung nicht nur diejenigen Schwingungen wirksam gedämpft, die unmittelbar von dem Eingriff der Zähne herrühren, sondern es können durch die beschriebene Anordnung gleichzeitig auch Resonanzschwingungen der Radscheibe verhindert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Stirnzahnrad, insbesondere zum Antrieb der Nockenwelle in. Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Zahnkranz, einem innerhalb des Zahnkranzes angeordneten Radkörper und einem Ring aus geräuschdämpfendem Material, der zwischen Zahnkranz und Radkörper angeordnet ist und der diese beiden Teile, die an seiner Außen- bzw. Innenfläche anliegen, entlang dieser Flächen miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (12) einen T-förmigen Querschnitt aufweist, also entlang seiner achsnormalen Symmetrieebene einen ringscheibenförmigen, nach innen gerichteten Flansch trägt, durch den. der Ring zusätzlich mit dem Radkörper (Io, 13) verbunden ist.
2. Stirnzahnrad, insbesondere nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt T-förmige geräuschdämpfende Einlage (12) nur einseitig mit dem scheibenförmigen Flansch (13) des Nabenteiles (io) verbunden und auf die gegenüberliegende Fläche der Einlage (12) eine Platte aufvulkanisiert ist.
3. Stirnzahnrad, insbesondere nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkörper in achsnormaler Ebene geteilt ist und die im Querschnitt T-förmige geräuschdämpfende Einlage (12) mit ihrem ringscheibenförmigen, nach innen gerichteten Flansch zwischen den beiden Radkörperhälften angeordnet und mit ihnen verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 846 1g2, 8g2 700°, britische Patentschrift Nr. 675 g67.