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Patent Searching and Data


Title:
SPROCKET
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/029019
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sprocket for a chain drive, in particular a timing chain drive for an internal combustion engine, comprising a radially outer toothed ring and a damping ring, which is axially spaced apart radially inside of the toothed ring, for supporting link plates of the timing chain, wherein the damping ring has a surface on the radial outside that is complementary to the link plates engaged with the sprocket. Because of the design of the sprocket according to the invention, the damping ring is subject to practically no wear, can be produced of a conventional material, and is economical to produce.

Inventors:
KOLLER NIKOLAUS (DE)
MEDER ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/065892
Publication Date:
February 23, 2017
Filing Date:
July 06, 2016
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
F16H55/30
Domestic Patent References:
WO2003089814A12003-10-30
WO2000011374A12000-03-02
Foreign References:
JPS63214566A1988-09-07
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Claims:
Kettenrad

Patentansprüche

Kettenrad (1 ) für ein Kettengetriebe, insbesondere ein Steuerkettengetriebe für eine Brennkraftmaschine, mit einem radial außen ausgebildeten Zahnkranz (2) und mit einem radial innerhalb des Zahnkranzes (2), axial beabstandeten Dämpfungsring (3) zur Auflage von Kettenlaschen (4) der Steuerkette (5),

dadurch gekennzeichnet dass, der Dämpfungsring (3) radial außen eine zu den im Eingriff mit dem Kettenrad (1 ) befindlichen Kettenlaschen (4) komplementäre Oberfläche aufweist.

Kettenrad nach Patentanspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet dass, zwischen den Kettenlaschen (4) und dem Dämpfungsring (3) beim Betrieb des Kettengetriebes ein Schmiermittelfilm ausgebildet ist.

3. Kettenrad nach Patentanspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet dass, der Dämpfungsring (3) aus demselben Material wie das Kettenrad (1 ) ist.

4. Kettenrad nach Patentanspruch 3,

dadurch gekennzeichnet dass, das Kettenrad (1 ) und der Dämpfungsring (3) einstückig und materialeinheitlich sind.

5. Kettenrad nach einem der Patentansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet dass, das Kettenrad (1 ) und der Dämpfungsring (3) gesintert oder geschmiedet oder Span abhebend bearbeitet sind.

Description:
Kettenrad

Die Erfindung betrifft ein Kettenrad mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein gattungsgemäßes Kettenrad ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2011 102 463 A1 bekannt. Aus dieser Offenlegungsschrift ist ein Kettenrad bekannt, welches eine Mehrzahl von Zähnen aufweist, die um das Kettenrad ausgebildet sind und in einem Eingriff mit Stiften, Hülsen oder Rollen einer Kette stehen können und mindestens einem Dämpfungsring, der auf wenigstens einer Seitenfläche des Kettenrades vorgesehen ist, so dass die Außenumfangsfläche des Dämpfungsrings mit Ketten laschen der Kette in Kontakt gelangt. Hierbei weist der Dämpfungsring radial außen eine Mehrzahl von nichtzylinderförmigen Bereiche auf, deren Radien sich von dem Radius anderer Bereiche der Außenumfangsfläche unterscheiden. Die Mehrzahl der nichtzylinderförmigen Bereiche sind in der gleichen Teilung wie die Mehrzahl der Zähne ausgebildet und die nichtzylinderförmigen Bereiche sind an Stellen ausgebildet, die in Breitenrichtung der Position der Zahnspitzen der Zähne entsprechen, wobei sie derart ausgebildet sind, dass ihre Radien kleiner als die Radien der anderen Bereiche der Außenumfangsfläche sind. Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist ein relativer großer Verschleiß des Dämpfungsrings, aufgrund relativ großer Flächenpressungen in den nichtzylinderförmigen Bereichen.

Ein weiteres gattungsgemäßes Kettenrad ist beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 03/089814 A1 bekannt. Dieses bekannte Kettenrad weist einen Dämpfungsring aus einem weichen Material auf.

Auch dieses Kettenrad weist den Nachteil auf, dass der Dämpfungsring relativ verschleißanfällig ist.

Um oben genannten Nachteil zu vermeiden, wird in der deutschen Offenlegungsschrift DE 03 27 4661 A1 ein Kettenrad eines Kettengetriebes vorgeschlagen, mit radial außen ausgebildetem Zahnkranz mit radial innerhalb des Zahnkranzes ausgebildeten beidseitig in der axialen Richtung erstreckenden Verlängerung eines Kettenrades, die an ihrer radialen Außenseite als aus mit elastischem Material beschichtete Auflagefläche für die Kettenglieder der Kette ausgebildet sind, wobei das elastische Material mit Festigkeitsträgern verstärkt ausgebildet ist.

Auch wenn diese Ausführung den oben genannten Nachteil etwas lindert, unterliegt auch die Dämpfungsschicht dieses Kettenrades einem relativ großen Oberflächenverschleiß.

Eine weitere Möglichkeit großflächigen Oberflächenverschleiß zu mindern, wird in der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 12 340 A1 beschrieben. In der DE 103 12 340 A1 ist ein Kettenrad beschrieben, bei welchem zumindest im Zahngrund elastische Mittel mit in Richtung der Kettenzahnspitzen konvexer Oberfläche angeordnet sind. Beim Einlaufen einer Rollenkette in das Kettenrad treffen die Rollen auf die elastisch verformbaren Mittel im Zahngrund, wodurch die konvexe Oberfläche gestaucht und die kinetische Energie ab- sorbiert wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Geräuschdämpfung erzielt, wobei sich der Oberflächenverschleiß ausschließlich auf die im Zahngrund angeordneten verformbaren Mittel beschränkt.

Ein weiterer Versuch ein verschleißarmes Kettenrad darzustellen ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 61 046 A1 beschrieben. Aus dieser Offenlegungsschrift ist ein gedämpftes Kettenrad eines Kettentriebes bekannt, mit Dämpfungsmitteln, die aus einem beiderseitig des Kettenrades angeordneten Dämpfungsring bestehen, der eine Auflauffläche aufweist, die vorzugsweise im Bereich des Fußkreisdurchmessers der Kettenradzähne liegt, wobei zwischen den Laschen einer Steuerkette und dem Dämpfungsring Formschlüssigkeit besteht und in Abhängigkeit von der Kettenradbelastung ein umlaufender Ölspalt zwischen Kettenrad und Dämpfungsring vorhanden ist.

Nachteilig an dieser Ausführung ist die sehr komplizierte Aufrechterhaltung des um den Dämpfungsring umlaufenden Ölspaltes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches, kostengünstiges und robustes Kettenrad darzustellen, welches die oben genannten Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Kettenrades mit zumindest einem seitlichen, neben dem Zahnkranz angeordneten Dämpfungsring, der als Gegenkontur der Kettenlaschen des Kettenrades ausgebildet ist, jedoch nicht mit ihnen in Berührung steht, wird ein einfaches, kostengünstiges und robustes Kettenrad erzielt.

Funktionsprinzip: Im Bereich des Kettenrades, welcher nicht mit der Kette im Eingriff steht, bildet sich auf der Oberfläche des Dämpfungsringes ein Ölfilm aufgrund von beispielsweise Ölschwebeteilchen oder Spritzöl, der beim Ein- lauf der Kette in das Kettenrad von den Kettenlaschen verdrängt werden muss. Gegenüber dem bekannten Stand der Technik ist eine aktive Schmierung nicht zwingend erforderlich. Aufgrund des sich selbständig bildenden Ölfilms wird der Stoß beim Einlauf der Hülse oder Rolle in den Zahngrund als Ursache des Geräusches (Kettenheulen) gedämpft. Der Spalt zwischen Lasche und Dämpfungsring ist hierbei sehr klein zu wählen, und sollte im Bereich von wenigen Zehntelmillimeter liegen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

In vorteilhafter Weise unterliegt der Dämpfungsring aufgrund des Spaltes keinem Verschleiß und kann aus einem konventionellen (Nichtelastomer) Werkstoff (z. B. Stahl) hergestellt werden. Idealer Weise besteht er aus dem identischen Werkstoff wie das Kettenrad selbst und wird mit dessen Herstellung nahezu kostenneutral mit angeformt, z. B. durch Sintern, Schmieden oder spanabhebende Bearbeitung.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in zwei Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kettenradabschnitt.

Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kettenradabschnitt mit einer umschlungenen Kette. Figur 3 zeigt eine Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Kettenradabschnitt mit einer umschlungenen Kette.

Im Folgenden gelten in den Figuren 1 bis 3 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.

Figur 1 zeigt eine Aufsicht auf einen dreidimensional dargestellten Kettenradabschnitt eines erfindungsgemäßen Kettenrades 1. Das Kettenrad 1 weist zentral einen Zahnkranz 2 auf, der aus einer Vielzahl von Zähnen besteht. Axial benachbart zum Zahnkranz 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel beidseitig ein Dämpfungsring 3 angeordnet. Der Dämpfungsring 3 dient zur Auflage von Kettenlaschen 4 einer Steuerkette 5 eines Kettentriebes.

Figur 2 zeigt nochmals den Kettenradabschnitt des Kettenrades 1 aus Fig. 1 , jedoch mit teilumschlungener Steuerkette 5. Bei der Steuerkette 5 handelt es sich um eine handelsübliche Steuerkette 5 mit Kettenlaschen 4, weshalb die Steuerkette 5 nicht näher beschrieben ist, da sie dem Fachmann aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist.

Erfindungsgemäß weist der Dämpfungsring 3 radial außen eine zu den im Eingriff mit dem Kettenrad 1 befindlichen Kettenlaschen 4 komplementäre Oberfläche auf. Da zwischen Kettenlaschen 4 und dem Dämpfungsring 3 ein kleiner Spalt im Zehntelmillimeter-Bereich ausgebildet ist, bildet sich beim Betrieb des Kettentriebs ein Schmiermittelfilm zwischen dem Dämpfungsring 3 und den Kettenlaschen 4 aus, der das sog.„Kettenheulen" minimiert.

Bevorzugt ist der Dämpfungsring 3 aus demselben Material wie das Kettenrad 1 , wodurch Verschleiß wirksam entgegen gewirkt wird. Weiter sind das Kettenrad 1 und der Dämpfungsring 3 bevorzugt einstückig und materialeinheitlich und werden beispielsweise durch Sintern, oder Schmieden oder Spanabhebend gemeinsam gefertigt. Funktionsprinzip: Im Bereich des Kettenrades, welcher nicht mit der Kette im Eingriff steht, bildet sich auf der Oberfläche des Dämpfungsringes ein Ölfilm aufgrund von beispielsweise Ölschwebeteilchen oder Spritzöl, der beim Einlauf der Kette in das Kettenrad von den Kettenlaschen verdrängt werden muss. Gegenüber dem bekannten Stand der Technik ist eine aktive Schmierung nicht zwingend erforderlich. Aufgrund des sich selbständig bildenden Ölfilms wird der Stoß beim Einlauf der Hülse oder Rolle in den Zahngrund als Ursache des Geräusches (Kettenheulen) gedämpft. Der Spalt zwischen Lasche und Dämpfungsring ist hierbei sehr klein , zu wählen, und sollte im Bereich von wenigen Zehntelmillimeter liegen.

In vorteilhafter Weise unterliegt der Dämpfungsring aufgrund des Spaltes keinem Verschleiß und kann aus einem konventionellen (Nichtelastomer) Werkstoff (z. B. Stahl) hergestellt werden. Idealer Weise besteht er aus dem identischen Werkstoff wie das Kettenrad selbst und wird mit dessen Herstellung nahezu kostenneutral mit angeformt, z. B. durch Sintern, Schmieden oder spanabhebende Bearbeitung.

Figur 3 zeigt noch eine Seitenansicht auf den erfindungsgemäßen Kettenradabschnitt des Kettenrades 1 mit einer umschlungenen Kette. Wie in Fig. 3 erkennbar ist, weisen die Kettenlaschen 4 in diesem Ausführungsbeispiel plane Auflageflächen auf, d. h. auch die komplementären Oberflächen des Dämpfungsringes 3 sind im Auflagebereich plan. Der Auflagebereich des Dämpfungsringes 3 ist somit ein regelmäßiges oder reguläres Polygon (Vieleck). Die Anzahl der planen Oberflächen ist beispielsweise abhängig vom angestrebten Übersetzungsverhältnis oder auch vom Durchmesser des Dämpfungsringes 3.

Bezuqszeichenliste:

Kettenrad

Zahnkranz

Dämpfungsring

Kettenlasche Steuerkette