WO2017125346A1 - Zahnrad, insbesondere für eine verbrennungskraftmaschine eines kraftahrzeugs - Google Patents

Zahnrad, insbesondere für eine verbrennungskraftmaschine eines kraftahrzeugs Download PDF

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WO2017125346A1
WO2017125346A1 PCT/EP2017/050789 EP2017050789W WO2017125346A1 WO 2017125346 A1 WO2017125346 A1 WO 2017125346A1 EP 2017050789 W EP2017050789 W EP 2017050789W WO 2017125346 A1 WO2017125346 A1 WO 2017125346A1
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WO
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gear
chain
track
sprocket
teeth
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PCT/EP2017/050789
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nikolaus Koller
Andreas Meder
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/30—Chain-wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/022—Chain drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/30—Chain-wheels
    • F16H2055/306—Chain-wheels with means providing resilience or vibration damping in chain sprocket wheels

Definitions

  • the invention relates to a gear, in particular for a
  • Such a gear wheel in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle, can already be seen, for example, from DE 10 2011 102 463 A1 as known.
  • the toothed wheel has at least one toothing which has a plurality of teeth which follow one another in the circumferential direction of the toothed wheel.
  • respective tooth spaces are arranged between the teeth, so that the teeth can engage, for example, in corresponding recesses of a chain.
  • the toothed wheel can interact positively with the chain via the toothing, so that, for example, the chain can be driven by the toothed wheel or by the toothed wheel of the chain.
  • the gear has at least one in the axial direction of the
  • the elastomer track is a track or a track of an elastomer, wherein the elastomer track is arranged in the axial direction next to the toothing and, for example, in the circumferential direction of the gear completely circumferential, that is uninterrupted.
  • the gearwheel for example, has a chain track along which the chain runs when the gear cooperating with the chain and designed as a sprocket wheel rotates. In this case, at least the toothing is arranged in the chain track, wherein the elastomer track is arranged laterally or in the axial direction next to the chain track.
  • the elastomer track is wavy on the outer peripheral side and thus has a plurality of successive wave crests and a plurality of successive wave troughs, the wave crests alternating with the wave troughs in the circumferential direction of the elastomer trace. This means that between each two in the circumferential direction of the gear immediately successive wave peaks a trough of the
  • Elastomer track is arranged.
  • Object of the present invention is to develop a gear of the type mentioned in such a way that a particularly high robustness and a particularly advantageous noise behavior of the gear can be realized.
  • the elastomer track at least
  • the outer peripheral side is formed as a regular polygon, the number of pages corresponds to the number of teeth.
  • the elastomer track is formed at least on the outer circumference side as a uniform polygonal profile whose number of pages corresponds to the number of teeth.
  • the invention is based in particular on the following findings:
  • the polygon, in particular their straight sides, for the link plate, in particular their shape or their straight side an ideal counterpart, so it comes to a uniform coverage and thus penetration over as long as possible range of the link plate.
  • the design of the chain link with a straight side is advantageous for the chain as a whole, so that a different design of the link plate can be disadvantageous. Therefore, the elastomer track is adapted in shape to the shape of the link plate.
  • the outer peripheral side is formed as a regular polygon, the number of pages corresponds to the number of teeth. This can be a special
  • Running into a tooth trace comprehensive chain track of the gear can be effectively damped by means of the elastomer track, so that an excessively hard striking or striking the chain against the gear can be avoided.
  • Polygon profile an at least substantially uniform coverage over the entire length of the strap can be realized with the elastomer track.
  • the acoustic effectiveness of the elastomer track is optimized or occurring damage can be minimized.
  • one of the sides of the polygon is arranged in the middle of each of the teeth.
  • the polygon is preferably aligned so that each one of the sides of the polygon is located centrally under each one of the teeth of the toothing.
  • Elastomer track is not covered approximately in the radial outward direction by the teeth, but that the elastomer track is arranged in the axial direction adjacent to the teeth and thereby aligned in the circumferential direction relative to the teeth so that respective centers of the teeth and the sides of the polygon coincide.
  • the elastomer track is arranged in the axial direction adjacent to the teeth and thereby aligned in the circumferential direction relative to the teeth so that respective centers of the teeth and the sides of the polygon coincide.
  • the respective sides of the polygon in the circumferential direction of the gear close to each other without interruption.
  • no recesses which are set back in the radial direction inwards relative to the sides, are arranged, but the sides connect directly and directly to each other, without arranged between the sides of respective recesses or recesses are.
  • HNBR hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber
  • the polygon is a regular convex polygon.
  • This is to be understood as a geometric figure in the form of a polygon, this figure having no indentation at any point.
  • the gear is designed as a sprocket for a chain drive.
  • the chain drive comprises in its completely manufactured state the sprocket formed as a sprocket and at least one chain which at least partially wraps around the gear in its circumferential direction.
  • the gear engages with its teeth, for example, in respective recesses of the chain, so that the gear interacts positively with the chain.
  • the recesses are formed for example by chain links and / or link plates of the chain.
  • the invention also includes an internal combustion engine for a motor vehicle, which is drivable by means of the internal combustion engine.
  • Internal combustion engine comprises a chain drive which has at least one gear according to the invention and at least one chain which at least partially encloses the gear.
  • Advantages and advantageous embodiments of the gear according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the internal combustion engine according to the invention and vice versa.
  • FIG. 1 a detail of a schematic front view of a
  • Gear in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle, with at least one toothing, which a plurality of circumferentially of the gear
  • the elastomer track is formed on the outer peripheral side as a regular polygon, the number of sides of which corresponds to the number of teeth;
  • FIG. 2 a detail of a schematic perspective view of the
  • 3 shows a detail of a schematic perspective view of a chain drive which comprises the toothed wheel and a chain which at least partially encloses the toothed wheel;
  • Fig. 1 shows a detail in a schematic front view as
  • Sprocket 1 trained gear for an internal combustion engine of a motor vehicle in particular a motor vehicle.
  • the motor vehicle can be driven by means of the internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is designed for example as a reciprocating piston engine.
  • Internal combustion engine comprises at least one housing element and an output shaft, which is formed for example as a crankshaft and is rotatably mounted on the housing member about an axis of rotation relative to the housing member.
  • an output shaft which is formed for example as a crankshaft and is rotatably mounted on the housing member about an axis of rotation relative to the housing member.
  • About the output shaft provides the internal combustion engine
  • the internal combustion engine further has at least one combustion chamber, in particular in the form of a cylinder, wherein the cylinder is associated with at least one gas exchange valve for controlling the gas exchange of the cylinder.
  • the gas exchange valve is in particular translationally movable between a closed position and at least one open position. To move the
  • Gas exchange valve from the closed position to the open position includes the
  • Internal combustion engine for example, a rotatable about an axis of rotation camshaft, which is driven by the output shaft. This is a
  • the chain drive 2 comprises the sprocket 1 and at least one further sprocket, not shown in the figures.
  • the sprocket 1 is in the finished state of the internal combustion engine, for example, rotatably with the
  • the chain drive 2 comprises a looping means in the present case in the form of a chain 3, which wraps around the sprocket 1 and the other sprocket at least partially circumferentially in the circumferential direction of the respective sprocket.
  • the chain 3 comprises, for example, a plurality of chain links 4, which comprise respective link plates 5. Furthermore, the chain includes 3 more
  • the link plates 5 are hinged to the link plates 6 via respective bolts 7.
  • the chain 3 is formed for example as a conventional roller or sleeve chain. From Fig. 3 is further seen that through the
  • Chain links 4 and / or the tabs 6 recesses 8 of the chain 3 are formed.
  • the sprocket 1 has - as can be seen particularly well in FIGS. 1 and 2 - at least one toothing 9, which is arranged in a so-called chain track.
  • the toothing 9 has a plurality of successively in the circumferential direction of the sprocket 1 teeth 10. Furthermore, the toothing comprises
  • tooth gaps 11 wherein between each two in the circumferential direction of the sprocket 1 directly successive of the teeth 10 exactly one of the tooth gaps 1 1 is arranged
  • the teeth 10 and the tooth gaps 1 alternate in the circumferential direction of the sprocket 1 from. This can be at least a part of the teeth
  • the sprocket 1 acts positively with the chain 3, so that, for example, the sprocket 1 of the chain 3 and the chain 3 can be driven by the sprocket 1.
  • the other sprocket also interacts with the chain 3 in a form-fitting manner, so that the camshaft can be driven by the output shaft via the further sprocket, the chain 3 and the sprocket 1.
  • the chain drive 2 thus a control drive is formed, by means of which the camshaft can be driven and thus the gas exchange valve is actuated.
  • the sprocket 1 rotates with the output shaft, so runs the chain 3 in the said chain track of the sprocket 1 and thus comes in positive cooperation with the teeth.
  • the sprocket 1 has, for example, a base body 12, which is formed, for example, from a metallic material, in particular from a steel.
  • the toothing 9 is formed by the base body 12.
  • Elastomer trace 13 on. In particular, closes in the axial direction of the
  • the elastomeric track 13 is, for example, an at least substantially annular track of an elastomer, in particular rubber, wherein the
  • Elastomer track 13 is formed for example from HBNR. This means that the elastomer track 13 is formed of an elastically deformable material. As it enters the chain track, the chain 3 strikes the elastomer track 13, elastically deforming the elastomer track 13. As a result, impact energy is converted into deformation energy, whereby the chain 3 or its entry is damped. As a result, noises are damped, so that the generation of noise can be avoided or at least kept low.
  • the elastomer track 13 is formed as a layer of rubber applied to the base body 12, so that the sprocket 1 is formed as a rubberized gear or as a rubberized sprocket.
  • the elastomer track 13 is formed at least on the outer peripheral side as a regular polygon, the number of pages 14 corresponds to the number of teeth 10. This means that the
  • Elastomer track 13 is formed at least on the outer peripheral side as a regular polygonal profile and present as a regular convex polygon, wherein the respective sides 14 in the circumferential direction of the sprocket 1 without interruption connect to each other.
  • one of the sides 14 of the polygon is arranged in the middle of each of the teeth 10.
  • the polygonal profile 13, that is to say the elastomer track 13 is oriented in the circumferential direction relative to the teeth 10 in such a way that one side 14 of the polygon lies centrally under one tooth 10 of the sprocket 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad (1), insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Verzahnung (9), welche eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Zahnrads (1) aufeinanderfolgenden Zähnen (10) aufweist, und mit wenigstens einer sich in axialer Richtung an die Verzahnung (9) anschließenden Elastomerspur (13), wobei die Elastomerspur (13) außenumfangseitig als regelmäßiges Polygon ausgebildet ist, dessen Anzahl an Seiten (14) der Anzahl der Zähne (10) entspricht.

Description

Zahnrad, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Zahnrad, insbesondere für eine
Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein solches Zahnrad, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, ist beispielsweise bereits der DE 10 2011 102 463 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Zahnrad weist wenigstens eine Verzahnung auf, welche eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Zahnrads aufeinanderfolgenden Zähnen aufweist. Dabei sind zwischen den Zähnen jeweilige Zahnlücken angeordnet, sodass die Zähne beispielsweise in korrespondierende Ausnehmungen einer Kette eingreifen können. Dadurch kann das Zahnrad über die Verzahnung formschlüssig mit der Kette zusammenwirken, sodass beispielsweise die Kette von dem Zahnrad oder aber das Zahnrad von der Kette antreibbar ist.
Ferner weist das Zahnrad wenigstens eine sich in axialer Richtung an die
Verzahnung anschließende Elastomerspur auf. Die Elastomerspur ist eine Spur beziehungsweise eine Bahn aus einem Elastomer, wobei die Elastomerspur in axialer Richtung neben der Verzahnung angeordnet ist und sich beispielsweise in Umfangsrichtung des Zahnrads vollständig umlaufend, das heißt unterbrechungsfrei erstreckt. Das Zahnrad weist beispielsweise eine Kettenspur auf, entlang welcher die Kette läuft, wenn sich das mit der Kette zusammenwirkende und als Kettenrad ausgebildete Zahnrad dreht. Dabei ist in der Kettenspur zumindest die Verzahnung angeordnet, wobei die Elastomerspur seitlich beziehungsweise in axialer Richtung neben der Kettenspur angeordnet ist. Mittels der Elastomerspur kann ein
übermäßiges Aufschlagen der Kette auf das Zahnrad gedämpft werden, wenn die Kette in die Kettenspur einläuft. Dadurch kann die Entstehung von Geräuschen reduziert werden. Bei der DE 10 2011 02 463 A1 ist die Elastomerspur außenumfangsseitig wellenförmig ausgebildet und weist somit eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Wellenbergen und eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Wellentälern auf, wobei sich die Wellenberge in Umfangsrichtung der Elastomerspur mit den Wellentälern abwechseln. Dies bedeutet, dass zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung des Zahnrads unmittelbar aufeinanderfolgende Wellenberge ein Wellental der
Elastomerspur angeordnet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zahnrad der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Robustheit sowie ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten des Zahnrads realisierbar sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Zahnrad mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Um ein Zahnrad der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Robustheit sowie ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten des Zahnrads realisiert werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Elastomerspur zumindest
außenumfangsseitig als regelmäßiges Polygon ausgebildet ist, dessen Anzahl an Seiten der Anzahl der Zähne entspricht. Mit anderen Worten ist die Elastomerspur zumindest außenumfangsseitig als gleichmäßiges Polygonprofil ausgebildet, dessen Seitenanzahl der Anzahl der Zähne entspricht.
Der Erfindung liegt insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: Bei
herkömmlichen, beispielsweise in Wellenform ausgeführten Elastomerspuren durchdringt eine übliche Kettenlasche einer herkömmlichen Rollen- oder
Hülsenkette die Elastomerspur beziehungsweise deren Elastomer ungleichmäßig, da die Kettenlasche eine gerade Seite aufweist, über die sich die Kettenlasche an der Elastomerspur abstützt. Im Gegensatz zur geraden Seite der Kettenlasche sind die herkömmlichen Elastomerspuren nicht gerade, sondern gebogen
beziehungsweise wellenförmig. Dadurch tritt auf Dauer eine Schädigung der Elastomerspur im Bereich der tiefsten Durchdringung auf beziehungsweise die akustische Wirksamkeit der Elastomerspur hinsichtlich der Dämpfung der Kette und somit der Vermeidung von Geräuschen wird nicht vollständig ausgenutzt, wenn eine zu geringe Überdeckung gewählt wird.
Vor diesem Hintergrund stellt das Polygon, insbesondere deren geraden Seiten, für die Kettenlasche, insbesondere deren Form beziehungsweise deren gerade Seite, einen idealen Gegenpartner dar, sodass es zu einer gleichmäßigen Überdeckung und somit Durchdringung über einen möglichst langen Bereich der Kettenlasche kommt. Die Ausgestaltung der Kettenlasche mit geraden Seite ist vorteilhaft für die Kette insgesamt, sodass eine andere Gestaltung der Kettenlasche nachteilhaft sein kann. Daher wird die Elastomerspur hinsichtlich ihrer Form an die Form der Kettenlasche angepasst.
Diese Nachfeile können nun vermieden werden, da die Elastomerspur
außenumfangsseitig als regelmäßiges Polygon ausgebildet ist, dessen Anzahl an Seiten der Anzahl der Zähne entspricht. Dadurch kann eine besonders
gleichmäßige Überdeckung der Kette mit der Elastomerspur realisiert werden, sodass die Entstehung von Geräuschen während des Betriebs des Zahnrads vermieden oder zumindest gering gehalten werden kann. Darüber hinaus kann ein übermäßiger Verschleiß der Elastomerspur auch über eine hohe Lebensdauer des Zahnrads hinweg vermieden werden kann. Ferner kann die Kette bei ihrem
Einlaufen in eine die Verzahnung umfassende Kettenspur des Zahnrad mittels der Elastomerspur effektiv gedämpft werden, sodass ein übermäßig hartes Anschlagen beziehungsweise Aufschlagen der Kette gegen das Zahnrad vermieden werden kann.
Beispielsweise in Kombination mit Standardketten mit gerader Laschenform kann durch die Ausgesfaltung der Elastomerspur als Polygon beziehungsweise
Polygonprofil eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige Überdeckung über die gesamte Laschenlänge mit der Elastomerspur realisiert werden. Dadurch wird die akustische Wirksamkeit der Elastomerspur optimiert beziehungsweise auftretende Schädigungen können minimiert werden. Daraus resultiert eine besonders hohe Lebensdauer der Elastomerspur, sodass die Kette und somit Geräusche auch über eine hohe Lebensdauer des Zahnrads effektiv mittels der Elastomerspur gedämpft werden können. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn je eine der Seiten des Polygons mittig zu je einem der Zähne angeordnet ist. Mit anderen Worten ist das Polygon vorzugsweise so ausgerichtet, dass je eine der Seiten des Polygons mittig unter je einem der Zähne der Verzahnung liegt. Darunter ist zu verstehen, dass die
Elastomerspur nicht etwa in radialer Richtung nach außen durch die Zähne überdeckt ist, sondern dass die Elastomerspur in axialer Richtung neben den Zähnen angeordnet und dabei in Umfangsrichtung relativ zu den Zähnen so ausgerichtet ist, dass jeweilige Mitten der Zähne und der Seiten des Polygons zusammenfallen. Mit anderen Worten ist es bei dieser Ausführungsform
vorgesehen, dass eine jeweilige, in axialer Richtung des Zahnrads verlaufende Mittelebene der jeweiligen Seite mit einer jeweiligen, in axialer Richtung des Zahnrads verlaufenden Mittelebene des jeweiligen Zahn zusammenfällt. Hierdurch können übermäßige, von der Kette ausgehende Belastungen auf die Elastomerspur vermieden werden, sodass ein übermäßiger Verschleiß der Elastomerspur vermieden werden kann. Ferner kann dadurch die Kette besonders gut gedämpft werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung schließen die jeweiligen Seiten des Polygons in Umfangsrichtung des Zahnrads unterbrechungsfrei aneinander an. Darunter ist zu verstehen, dass in Umfangsrichtung zwischen den jeweiligen Seiten keine Ausnehmungen, welche in radialer Richtung nach innen gegenüber den Seiten zurückversetzt sind, angeordnet sind, sondern die Seiten schließen unmittelbar und direkt aneinander an, ohne dass zwischen den Seiten jeweilige Vertiefungen oder Ausnehmungen angeordnet sind. Dadurch können übermäßige lokale Belastungen der Elastomerspur vermieden werden.
Um die Kette und somit Geräusche besonders vorteilhaft dämpfen zu können, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die
Elastomerspur aus hydriertem Acrylnitrilbutadien-Kautschuk (HNBR) gebildet ist.
Um eine besonders hohe Robustheit der Elastomerspur und somit des Zahnrads insgesamt zu realisieren, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Polygon ein regelmäßiges konvexes Polygon ist. Darunter ist eine geometrische Figur in Form eines Polygons zu verstehen, wobei diese Figur an keiner Stelle eine Einbuchtung hat. Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Zahnrad als Kettenrad für ein Kettentrieb ausgebildet ist. Der Kettentrieb umfasst in seinem vollständig hergestellten Zustand das als Kettenrad ausgebildete Zahnrad sowie wenigstens eine Kette, welche das Zahnrad in dessen Umfangsrichtung zumindest teilweise umschlingt. Dabei greift das Zahnrad mit seinen Zähnen beispielsweise in jeweilige Ausnehmungen der Kette ein, sodass das Zahnrad formschlüssig mit der Kette zusammenwirkt. Hierdurch ist das Zahnrad von der Kette beziehungsweise die Kette von dem Zahnrad antreibbar. Die Ausnehmungen sind beispielsweise durch Kettenglieder und/oder Kettenlaschen der Kette gebildet.
Zur Erfindung gehört auch eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, welches mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Die
Verbrennungskraftmaschine umfasst einen Kettentrieb, welcher wenigstens ein erfindungsgemäßes Zahnrad und wenigstens eine das Zahnrad zumindest teilweise umschlingende Kette aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zahnrads sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Vorderansicht eines
Zahnrads, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Verzahnung, welche eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Zahnrads
aufeinanderfolgenden Zähnen aufweist, und mit wenigstens einer sich in axialer Richtung an die Verzahnung anschließenden Elastomerspur, wobei die Elastomerspur außenumfangsseitig als regelmäßiges Polygon ausgebildet ist, dessen Anzahl an Seiten der Anzahl der Zähne entspricht;
Fig. 2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des
Zahnrads; Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines Kettentriebs, welcher das Zahnrad und eine das Zahnrad zumindest teilweise umschlingende Kette umfasst;
Fig. 4 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des
Kettentriebs; und
Fig. 5 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene
Vorderansicht des Kettentriebs.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Vorderansicht ein als
Kettenrad 1 ausgebildetes Zahnrad für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens. Das Kraftfahrzeug ist mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar, wobei die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet ist. Die
Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens ein Gehäuseelement sowie eine Abtriebswelle, welche beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildet und an dem Gehäuseelement um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement drehbar gelagert ist. Über die Abtriebswelle stellt die Verbrennungskraftmaschine
Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereit.
Die Verbrennungskraftmaschine weist ferner wenigstens einen Brennraum insbesondere in Form eines Zylinders auf, wobei dem Zylinder wenigstens ein Gaswechselventil zum Steuern des Gaswechsels des Zylinders zugeordnet ist. Das Gaswechselventil ist dabei zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung insbesondere translatorisch bewegbar. Zum Bewegen des
Gaswechselventils aus der Schließstellung in die Offenstellung umfasst die
Verbrennungskraftmaschine beispielsweise eine um eine Drehachse drehbare Nockenwelle, welche von der Abtriebswelle antreibbar ist. Hierzu ist ein
Umschlingungstrieb in Form eines im Ganzen mit 2 bezeichneten und
ausschnittsweise aus Fig. 3 bis 5 erkennbaren Kettentriebs vorgesehen, über welchen die Nockenwelle mit der Abtriebswelle gekoppelt ist. Der Kettentrieb 2 umfasst dabei das Kettenrad 1 sowie wenigstens ein in den Fig. nicht dargestelltes, weiteres Kettenrad. Das Kettenrad 1 ist im fertig hergestellten Zustand der Verbrennungskraftmaschine beispielsweise drehfest mit der
Abtriebswelle verbunden und demzufolge von der Abtriebswelle antreibbar. Das wettere Kettenrad ist beispielsweise drehfest mit der Nockenwelle verbunden, sodass die Nockenwelle von dem weiteren Kettenrad antreibbar ist. Der Kettentrieb 2 umfasst ein Umschlingungsmittel vorliegend in Form einer Kette 3, welche das Kettenrad 1 und das weitere Kettenrad jeweils in Umfangsrichtung des jeweiligen Kettenrads zumindest teilweise umlaufend umschlingt.
Die Kette 3 umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von Kettengliedern 4, welche jeweilige Kettenlaschen 5 umfassen. Ferner umfasst die Kette 3 weitere
Kettenlaschen 6, über welche die Kettenglieder 4 gelenkig miteinander verbunden sind. Dabei sind die Kettenlaschen 5 mit den Kettenlaschen 6 über jeweilige Bolzen 7 gelenkig verbunden. Die Kette 3 ist beispielsweise als konventioneile Rollen- oder Hülsenkette ausgebildet. Aus Fig. 3 ist femer erkennbar, dass durch die
Kettenglieder 4 und/oder die Laschen 6 Ausnehmungen 8 der Kette 3 gebildet sind.
Das Kettenrad 1 weist - wie besonders gut aus Fig. 1 und 2 erkennbar ist— wenigstens eine Verzahnung 9 auf, welche in einer sogenannten Kettenspur angeordnet ist. Die Verzahnung 9 weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Kettenrads 1 aufeinanderfolgenden Zähnen 10 auf. Ferner umfasst die Verzahnung
9 Zahnlücken 11 , wobei zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung des Kettenrads 1 unmittelbar aufeinanderfolgenden der Zähne 10 genau eine der Zahnlücken 1 1 angeordnet ist Somit wechseln sich die Zähne 10 und die Zahnlücken 1 in Umfangsrichtung des Kettenrads 1 ab. Dadurch kann zumindest ein Teil der Zähne
10 in einen korrespondierenden Teil der Ausnehmungen 8 eingreifen, wenn die Kette 3 das Kettenrad 1 umschlingt. Durch dieses Eingreifen wirkt das Kettenrad 1 formschlüssig mit der Kette 3 zusammen, sodass beispielsweise das Kettenrad 1 von der Kette 3 beziehungsweise die Kette 3 von dem Kettenrad 1 antreibbar ist. Auf diese Weise wirkt auch das weitere Kettenrad mit der Kette 3 formschlüssig zusammen, sodass die Nockenwelle über da weitere Kettenrad, die Kette 3 und das Kettenrad 1 von der Abtriebswelle antreibbar ist. Durch den Kettentrieb 2 ist somit ein Steuertrieb gebildet, mittels welchem die Nockenwelle antreibbar und somit das Gaswechselventil betätigbar ist. Dreht sich das Kettenrad 1 mit der Abtriebswelle, so läuft die Kette 3 in die genannte Kettenspur des Kettenrads 1 ein und kommt somit in formschlüssiges Zusammenwirken mit der Verzahnung 9.
Das Kettenrad 1 weist beispielsweise einen Grundkörper 12 auf, welcher beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Stahl, gebildet ist. Dabei ist die Verzahnung 9 durch den Grundkörper 12 gebildet. Um nun ein übermäßig hartes Anschlagen der Kette gegen das Kettenrad 1 zu vermeiden, wenn die Kette in die Kettenspur einläuft, weist das Kettenrad 1 eine sich in axialer Richtung an die Verzahnung 9 und somit an die Kettenspur anschließende
Elastomerspur 13 auf. Insbesondere schließt sich in axialer Richtung des
Kettenrads 1 beidseitig an die Verzahnung eine solche Elastomerspur 13 an, sodass die Kette 3 bei ihrem Einlaufen in die Kettenspur mittels der jeweiligen Elastomerspur 13 gedämpft wird. Dadurch kann die Entstehung von übermäßigen Geräuschen vermieden werden, sodass ein besonders vorteilhaftes
Geräuschverhalten des Zahnrads 1 und somit des Kettentriebs 2 insgesamt darstellbar ist.
Die Elastomerspur 13 ist beispielsweise eine zumindest im Wesentlichen ringförmige Spur aus einem Elastomer, insbesondere Gummi, wobei die
Elastomerspur 13 beispielsweise aus HBNR gebildet ist. Dies bedeutet, dass die Elastomerspur 13 aus einem elastisch verformbaren Werkstoff gebildet ist. Bei ihrem Einlaufen in die Kettenspur trifft die Kette 3 auf die Elastomerspur 13 auf, wodurch die Elastomerspur 13 elastisch verformt wird. Dadurch wird Aufprallenergie in Verformungsenergie umgewandelt, wodurch die Kette 3 beziehungsweise ihr Einlaufen gedämpft wird. In der Folge werden Geräusche gedämpft, sodass die Entstehung von Geräuschen vermieden oder zumindest gering gehalten werden kann. Beispielsweise ist die Elastomerspur 13 als eine auf dem Grundkörper 12 aufgebrachte Schicht aus Gummi gebildet, sodass das Kettenrad 1 als gummiertes Zahnrad beziehungsweise als gummiertes Kettenrad ausgebildet ist.
Um nun ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten sowie eine besonders hohe Robustheit des Kettenrads 1 zu realisieren, ist die Elastomerspur 13 zumindest außenumfangsseitig als regelmäßiges Polygon ausgebildet, dessen Anzahl an Seiten 14 der Anzahl der Zähne 10 entspricht. Dies bedeutet, dass die
Elastomerspur 13 zumindest außenumfangsseitig als regelmäßiges Polygonprofil und vorliegend als regelmäßiges konvexes Polygon ausgebildet ist, wobei die jeweiligen Seiten 14 in Umfangsrichtung des Kettenrads 1 unterbrechungsfrei aneinander anschließen. Dabei ist je eine der Seiten 14 des Polygons mittig zu je einem der Zähne 10 angeordnet. Mit anderen Worten ist das Polygonprofi!, das heißt die Elastomerspur 13 so in Umfangsrichtung relativ zu den Zähnen 10 ausgerichtet, dass je eine Seite 14 des Polygons mittig unter je einem Zahn 10 des Kettenrades 1 liegt.
Somit fällt eine jeweilige, in axialer Richtung des Kettenrads 1 verlaufende gedachte Mittelebene der jeweiligen Seite 14 mit einer jeweiligen, in axialer Richtung des Kettenrads 1 verlaufenden gedachten Mittelebene des jeweiligen Zahns 10 zusammen. Hierdurch wird die Kette 3 - wie besonders gut aus Fig. 4 und 5 erkennbar ist - bei ihrem Einlaufen in die Kettenspur besonders gut mittels der Elastomerspur 13 abgestützt und gedämpft, wobei ein übermäßiges Eindringen der Kette 3 in die Elastomerspur 13 vermieden werden kann. Dadurch können übermäßige, von der Kette 3 auf die Elastomerspur 3 wirkende Belastungen und somit ein übermäßiger Verschleiß der Elastomerspur 13 vermieden werden, woraus eine hohe Lebensdauer der Elastomerspur 13 resultiert. Mit anderen Worten können auftretende Schädigungen im Vergleich zu herkömmlichen Kettenrädern und Kettentrieben minimiert werden bei gleichzeitiger Optimierung der akustischen Wirksamkeit der Elastomerspur 13, da diese aufgrund ihrer Polygonform die Kette 3 besonders gut dämpfen kann.
Bayerische Motoren Werke AG
Bezugszeichenliste
1 Kettenrad
2 Kettentrieb
3 Kette
4 Kettenglied
5 Kettenlasche
6 Ketten lasche
7 Bolzen
8 Ausnehmung
9 Verzahnung
10 Zahn
1 1 Zahnlücke
12 Grundkörper
13 Elastomerspur
14 Seite

Claims

Patentansprüche
1. Zahnrad (1 ), insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Verzahnung (9), welche eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Zahnrads (1 ) aufeinanderfolgenden Zähnen (10) aufweist, und mit wenigstens einer sich in axialer Richtung an die Verzahnung (9) anschließenden Elastomerspur (13),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Eiastomerspur (13) außenumfangseitig als regelmäßiges Polygon ausgebildet ist, dessen Anzahl an Seiten (14) der Anzahl der Zähne (10) entspricht.
2. Zahnrad (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
je eine der Seiten (14) des Polygons mittig zu je einem der Zähne (10) angeordnet ist.
3. Zahnrad (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die jeweiligen Seiten (14) des Polygons in Umfangsrichtung des Zahnrads (1 ) unterbrechungsfrei aneinander anschließen.
4. Zahnrad (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Elastomerspur (13) aus hydriertem Acrylnitrilbutadien-Kautschuk gebildet ist.
5. Zahnrad (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Polygon ein regelmäßiges konvexes Polygon ist.
6. Zahnrad (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Zahnrad (1 ) als Kettenrad (1 ) eines Kettentriebs (2) ausgebildet ist.
7. Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kettentrieb (2), welcher wenigstens ein Zahnrad (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens eine das Zahnrad (19 zumindest teilweise umschlingende Kette (3) aufweist.
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