Ein Zahnradtrieb sollte so ausgelegt werden, dass weder ein zu geringes, noch ein zu großes Zahnflankenspiel auftritt, da es sonst zu einem Klemmen der Zahnräder bzw. zu Klappergeräuschen kommen kann. Dies gilt vor allem bei wechselmomentbelasteten Zahnradtrieben, beispielsweise Kurbelwellentriebe von Verbren- nungsmotoren, bei denen bei einem zu großen Zahnflankenspiel als Laufgeräusch wahrnehmbare, hochfrequente Schwingungen er- zeugt werden.

Dieses Problem tritt verstärkt durch die zusätzliche thermi- sche Ausdehnung der zur Herstellung der Zahnradtriebe einge- setzten, häufig unterschiedlichen Werkstoffe auf. So können bereits beim Warmlaufen eines Verbrennungsmotors akustische Geräusche aufgrund des thermisch bedingten Zahnflankenspiels auftreten. Abgesehen von den unangenehmen Laufgeräuschen un- terliegen Zahnradtriebe mit großen Zahnflankenspiel einem er- höhten Verschleiß, der die Standzeit eines Verbrennungsmotors wesentlich beeinträchtigen kann.

Zahnradtriebe, bei denen das Zahnflankenspiel vermindert bzw. ausgeglichen werden kann, sind bekannt. Beispielsweise wird zu diesem Zweck ein Zahnrad aus zwei Zahnradscheiben eingesetzt, die mittels einer zwischen den beiden Zahnradscheiben angeord- neten Feder gegeneinander vorgespannt sind. Kämmt ein solches Zahnrad mit einem anderen Zahnrad, so gelangen die Zähne der Zahnradscheiben jeweils gemeinsam in eine Zahnlücke des ande- ren Zahnrads und gleichen durch die Federvorspannung ein vor- handenes Zahnflankenspiel aus. Treten gegensinnige Drehmomente auf, so werden diese ohne Zahnflankenspiel mittels der feder- verspannten Zahnradteile übertragen.

Nachteilig bei einem solchen Zahnradtrieb ist jedoch, dass die Federkonstante der die Zahnradscheiben verspannenden Feder, insbesondere für den Fall des Auftretens von starken Gegenmo- menten, groß sein muss. Eine große Federkonstante bedingt je- doch eine hohe Reibleistung des Zahnradtriebs, so dass bei ei- nem solchen Zahnradtrieb mit einer Standzeitverkürzung durch Verschleiß zu rechnen ist. Jedenfalls sind die ohne Zahnflan- kenspiel übertragbaren Wechselmomente in ihrer Größe be- schränkt. Treten große Gegenmomente, beispielsweise in Form von Laufungleichförmigkeiten oder Stößen auf, so ist ein Flan- kenspielausgleich im allgemeinen nicht mehr gewährleistet.

Bei einer anderen bekannten Lösung werden die Zähne der mit- einander kämmenden Zahnräder durch eine zwischenliegenden Gum- milage entkoppelt. Ein solcher Zahnradtrieb birgt jedoch im wesentlichen die gleichen Nachteile, wie der bereits der oben geschilderte Zahnradtrieb, nämlich eine erhöhte Reibleistung bei nur beschränkt übertragbaren Wechselmomenten, und letzt- endlich Standzeitprobleme durch erhöhten Verschleiß.

Es ist also wünschenswert über einen Zahnradtrieb zu verfügen, bei dem das Zahnflankenspiel auch beim Auftreten sehr hoher Gegenmomente ausgeglichen wird, ohne dass ein verstärkter Ver- schleiß durch eine erhöhte Reibleistung des Zahnradtriebs in Kauf genommen werden muss.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 3901076 AI beschreibt eine Einrichtung zum Zahnspielausgleich von zwei miteinander käm- menden Zahnrädern, bei welcher einem der Zahnräder eine Zahn- scheibe parallel geschaltet ist und mittels eines hydrauli- schen Verstellelements bis zur Anlage an den nicht kraftüber- tragenden Zahnflanken des Gegenzahnrades hydraulisch verstell- bar gehalten ist. Ein Rückschlagventil dient zum Auffangen von Gegenmoment. Bei dieser Einrichtung zum Zahnspiel-Ausgleich ist das hydraulische Verstellelement extern an dem mit der Zahnscheibe zusammenwirkenden Zahnrad befestigt.

Das US-Patent Nr. 4,739, 670 beschreibt eine Vorrichtung zum Zahnspielausgleich, bei welcher ein Zahnrad, welches mit einem anderen Zahnrad kämmt, aus zwei Zahnradscheiben zusammenge- setzt ist, die durch drei in Umfangsrichtung angeordnete Fe- dern zum Zwecke des Zahnspielausgleichs gegeneinander ver- spannt werden.

Erfindungsgemäß wird ein Zahnradtrieb mit einem Zahnrad aus zwei Zahnradscheiben, die bezüglich ihrer Drehachse gegenein- ander verspannt sind, und wenigstens einem kämmenden Gegenrad, für den selbsttätigen Ausgleich eines beim kämmenden Eingriff vorhandenen Zahnflankenspiels gezeigt, bei welchem die Zahn- radscheiben durch wenigstens eine mit einem Rückschlagventil bestückte hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit gegenseitig ab- gestützt sind, deren Kolben mit einer ersten Zahnradscheibe derart zusammenwirkt, dass bei dessen Betätigung die andere, zweite Zahnradscheibe mit der in Drehrichtung nachlaufenden Zahnflanke zur Anlage am Gegenrad gelangt, und sich dadurch auszeichnet, dass die wenigstens eine hydraulische Kolben- Zylinder-Einheit integral mit der ersten Zahnradscheibe ausge- bildet ist. Hierbei wird eine Rückbewegung des Kolbens unter der Einwirkung von der Drehrichtung entgegen wirkenden Momen- ten durch das Rückschlagsventil verhindert.

Kämmt das Zahnrad aus zwei Zahnradscheiben mit dem Gegenrad, so greifen jeweils wenigstens ein Zahn der Zahnradscheiben in eine Zahnlücke des Gegenrads. Eine durch die Verspannung be- wirkte Verdrehung der beiden Zahnradscheiben gegeneinander, erfolgt deshalb nur solange, bis die Zähne der beiden Zahnrad- scheiben zur Anlage mit Kraft gegen die Flanken der Zahnlücke gelangen. Die Verspannung der beiden Zahnradscheiben erfolgt durch die Kolbenkraft des über ein hydraulisches Druckmedium betätigten Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit. Tritt ein Ge- genmoment auf, so wird eine damit verbundene Rückbewegung des Kolbens durch das Rückschlagsventil verhindert und das Gegen- moment wird mittels der verspannten Zahnradscheiben ohne Flan- kenspiel übertragen.

Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass die Größe eines durch den erfindungsgemäßen Zahnradtrieb ohne Flankenspiel zu über- tragenden Gegenmoments einzig durch das Rückschlagsventil be- schränkt ist. Zudem genügt es, dass die Zahnflanken der Zahn- radscheiben den Flanken der Zahnlücken des Gegenrads mit einer zur Erzeugung einer gegensinnigen Flankenberührung ausreichen- den Kraft aufliegen. Es ist also im Unterschied zum Stand der Technik nicht erforderlich, dass die jeweiligen Flanken mit einer zur flankenspiellosen Übertragung von großen Gegenmomen- ten ausreichenden Kraft aufliegen. Darüber hinaus kann die Kolbenkraft über das hydraulische Druckmedium reguliert wer- den.

Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt in besonders vorteil- hafter Weise durch die Verspannung der beiden Zahnradscheiben stets ein selbsttätiger Ausgleich eine vorhandenen Zahnflan- kenspiels. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn sich das Zahnflankenspiel mit der Zeit ändert, beispielsweise durch thermische Ausdehnung oder verschleißbedingten Abrieb.

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn bei einer Zahnrad- scheibe ("Hauptrad") die in Axialenrichtung des Zahnrads be- stimmte Breite der Zähne größer als jene der anderen Zahnrad- scheibe ("Ausgleichsrad") ist. Das Hauptrad dient hierbei als treibende oder getriebene Zahnradscheibe. Das Ausgleichsrad dient zum Ausgleich des Zahnflankenspiels und zur flanken- spiellosen Übertragung von Gegenmomenten.

Die Erfindung wird nun anhand mehrerer Ausführungsbeispiele genauer erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Es zeigen : Fig. 1 einen schematischen Radialschnitt durch ein Zahnrad mit zwei verspannten Zahnradscheiben auf einer Welle entsprechend der vorliegenden Erfindung ; Fig. 2 einen schematischen Axialschnitt durch ein Zahnrad auf einer Welle gemäß Fig. 1 ; Fig. 3 einen schematischen Radial-und Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zahnradtrieb, wobei das Ver- hältnis der axialen Breiten der Zähne der verspannten Zahnradscheiben ungefähr 3 : 1 beträgt ; Fig. 4 einen schematischen Radial-und Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zahnradtrieb mit einem Zahn- rad aus zwei verspannten Zahnradscheiben als Mittel- rad, wobei das Verhältnis der axialen Breiten der Zähne der Zahnradscheiben ungefähr 1 : 1 beträgt ; Zunächst seien Fig. 1 und Fig. 2 betrachtet. Fig. 1 zeigt ei- nen Radialschnitt durch ein Zahnrad mit zwei verspannten Zahn- radscheiben auf einer Welle ; Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt davon. Das Zahnrad setzt sich aus zwei Zahnradscheiben 1, 2 zusammen. Nur eine Zahnradscheibe 1 ("Hauptrad") sitzt der Welle 3 drehfest auf, während die andere Zahnradscheibe 2 ("Ausgleichsrad") in einer Aussparung der der Welle 3 aufsit- zenden Zahnradscheibe 1 angeordnet ist. Zahnradscheibe 1 und Zahnradscheibe 2 können relativ zueinander verdreht werden.

Das Hauptrad 1 ist an seinem äußeren Umfang mit einer Zahnung 10 versehen, während das Ausgleichsrad 2 an seinem äußeren Um- fang über die Zahnung 11 verfügt. Gemeinsam ergeben die Zah- nungen 10,11 der Zahnradscheiben 1, 2 die Zahnung des Zahn- rads.

In jeweiligen Aussparungen des der Welle 3 drehfest aufsitzen- den Hauptrads 1 sind in Umfangsrichtung, mit etwa gleichem Winkelabstand, drei Kolben-Zylinder-Einheiten 5 angeordnet.

Jeder Kolben 6 einer Kolben-Zylinder-Einheit 5 wirkt derart auf das Hauptrad 1, dass bei dessen Betätigung das Ausgleichs- rad 2 mit der in Drehrichtung nachlaufenden Zahnflanke zur An- lage am Gegenrad gelangt.

Ein Betätigung eines Kolbens 6 erfolgt mittels eines hydrauli- schen Druckmediums. Die bei der gegensinnigen Flankenberührung ausgeübte Kraft hängt von der Kolbenkraft der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten 5 ab. Diese kann über das hydrauli- sche Druckmedium zur Betätigung der Kolben 6 reguliert werden.

Innerhalb eines Zahnradtriebs werden Hauptantriebs-oder Ab- triebsmomente unmittelbar über das der Welle 3 drehfest auf- sitzende Hauptrad 1 und dessen Zahnung 10 auf das Gegenrad üb- ertragen. Durch die Verspannung von Hauptrad 1 und Ausgleichs- rad 2 innerhalb der Zahnlücken des Gegenrads werden auch Ge- genmomente ohne Zahnflankenspiel übertragen. Eine Blockierung der verspannten Zahnradscheiben 1, 2 unter der Einwirkung von auftretenden Gegenmomenten wird durch die Rückschlagsventile 7 erreicht. Eine Rückbewegung der Kolben 6 wird unabhängig von der Größe der Gegenmomente verhindert. Die Größe der flanken- spiellos übertragbaren Gegenmomente ist einzig durch die Durchschlagsfestigkeit der Rückschlagsventile 7 begrenzt.

Zur Versorgung der Kolben-Zylinder-Einheiten 5 mit einem hy- draulischen Druckmedium ist die Welle 3 mit einem axialen Zu- führkanal 8 versehen, welcher auf Höhe des Zahnradteils 1 in eine Ringnut 9 mündet. Die Ringnut 9 ist strömungsleitend mit innerhalb des Zahnradteils 1 vorgesehenen Zuführkanälen 12 verbunden, durch welche das hydraulische Druckmedium schließ- lich den Kolben-Zylinder-Einheiten 5 zugeführt wird.

Es sei nun Fig. 3 betrachtet, in welcher in schematischer Wei- se ein Zahnradtrieb mit einem Zahnrad, bestehend aus Hauptrad 1 und Ausgleichsrad 2 (in der Zeichnung links), sowie einem Gegenrad 4 dargestellt ist. Die untere Darstellung zeigt einen Radialschnitt, während die obige Darstellung einen Axial- schnitt zeigt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die in axialer Richtung des Zahnrads bestimmte Breite der Zahnung 10 von Hauptrad 1 und der Zahnung 11 von Ausgleichsrad 2 derart gewählt, dass deren Verhältnis etwa 3 : 1 beträgt. Die bei dem gewöhnlichen Einsatz des Zahnradtriebs auftretenden Hauptmo- mente werden hierbei über das einer Welle drehfest aufsitzende Hauptrad 1 mit der breiteren Zahnung 10 auf das Gegenrad 4 übertragen. Treten Gegenmomente auf, so werden diese über das Ausgleichsrad mit der Zahnung 11 geringerer Breite flanken- spiellos übertragen.

Schließlich zeigt Fig. 4 den Einsatz eines Zahnrads mit zwei verspannten Zahnradscheiben als Mittelrad, welches mit zwei Gegenrädern 4,4'kämmt. Die Breite der Zahnung 10 von Hauptrad 1 und Zahnung 11 von Ausgleichsrad 2 ist etwa gleich groß. Wegen der ungefähr gleichen Breite der Zahnungen 10,11 ist der in Fig. 4 gezeigte Zahntrieb zur Übertragung von in der Drehrichtung sich ändernden Wechselmomenten geeignet.

Obgleich die Erfindung anhand eines stirnverzahnten Zahnra- dtriebs beispielhaft dargestellt wurde, ist sie hierauf nicht beschränkt. Vielmehr bezieht sich die Erfindung auf Zahnra- dtriebe mit Stirn-, Schräg-, Pfeil-oder Kegelverzahnung, ebenso auf Zahnstangentriebe, und ganz allgemein auf Zahnra- dtriebe, in denen mindestens eines der verzahnten Elemente drehfest auf einer Welle gelagert ist.

Bei dem erfindungsgemäße Zahnradtrieb kann das Zahnrad aus zwei verspannten Zahnradscheiben als Antriebs-oder Abtriebs- rad verwendet werden. Als Antriebsrad sitzt es beispielsweise der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors auf. Ferner ist auch die Verwendung als ein ohne Last mitlaufendes Loserad vorgese- hen.

Ein erfindungsgemäßer Zahnradtrieb kann beispielsweise zum An- trieb der Ölpumpe oder Ventile einer Brennkraftmaschine einge- setzt werden.