AT507071B1 - Zahnradanordnung - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT507 071 B1 2010-02-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Zahnradanordnung mit einem Hauptzahnrad und einem gegenüber diesem relativ in Umfangsrichtung verdrehbaren Zahnrad, wobei das Hauptzahnrad eine Nabe aufweist, auf der das verdrehbare Zahnrad angeordnet ist, und mit einem Federelement, das zwischen dem Hauptzahnrad und dem verdrehbaren Zahnrad angeordnet ist, und mit dem das verdrehbare Zahnrad in Umfangsrichtung gegen das Hauptzahnrad vorgespannt ist.

[0002] Eine derartige Zahnradanordnung ist beispielsweise aus der von der Anmelderin stammenden WO 2005/090830 A1 bekannt, die ein Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe mit einer Nabe, mit einem von der Nabe getragenen Zahnkranz, der entlang einer achsnormalen Teilungsebene in zwei Teilkränze, nämlich in einen nabenfesten Kranzteil und in einen diesen gegenüber koaxial drehbar gelagerten Kranzring, geteilt ist, und mit einer die Nabe umschließenden Ringfeder, die sich mit ihren einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden an einstückig mit den beiden Teilkränzen ausgebildeten, einander in axialer Richtung überlappenden Stützstegen abstützt, die in Umfangsrichtung des Zahnkranzes hintereinander angeordnet sind. Der Stützsteg eines Teilkranzes durchsetzt den anderen Teilkranz in einer Durchtrittsöffnung mit Spiel in Umfangsrichtung und bildet der Stützsteg des Teilkranzes mit der Durchtrittsöffnung einen die Durchtrittsöffnung begrenzenden Montageanschlag für den anderen Stützsteg. Der Kranzring ist auf der Nabe beispielsweise mit Hilfe eines Sprengringes axial gesichert.

[0003] In Kraftfahrzeugen wird heute üblicherweise die Geräuschreduzierung in der Fahrgastzelle durch den Einbau von Schalldämmelementen, wie z.B. Motorhaubenabdeckungen, entsprechend geformte Dachhimmel, Kofferraumauskleidungen, etc. durchgeführt. Dies hat jedoch den Nachteil, dass damit die Schallquelle hinsichtlich der Geräuschentwicklung unverändert bleibt, sodass der Geräuschreduzierung Grenzen gesetzt sind.

[0004] Es wurde auch bereits versucht die Schallquellen zu verbessern, beispielsweise indem Zahnräder hinsichtlich des Abrollwiderstandes verbessert werden, z.B. mittels speziellen Beschichtungen.

[0005] Nachteilig an diesen Methoden ist jedoch, dass damit immer ein relativ hoher Aufwand verbunden ist bzw. die Nachrüstung teilweise nur durch den Austausch von Komponenten möglich ist.

[0006] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine eingangs genannte Zahnradanordnung hinsichtlich der Geräuschentwicklung während des Betriebes zu verbessern.

[0007] Diese Aufgabe der Erfindung wird durch eine Zahnradanordnung gelöst, bei der zumindest in axialer Richtung zwischen dem Federelement und dem Hauptzahnrad und/oder dem verdrehbaren Zahnrad zumindest ein Dämpfungselement angeordnet ist. Überraschenderweise konnte eine Geräuschreduzierung durch die Anordnung zumindest eines Dämpfungselementes innerhalb der Zahnradanordnung erreicht werden. Überraschend deswegen, da normalerweise bei Zahnrädern versucht wird, die Zähne selbst hinsichtlich der Geräuschentwicklung zu verbessern, um die Abrollbewegung von kämmenden Zahnrädern zu beeinflussen. Durch die einfache Lösung nach der Erfindung ist aber eine Neukonstruktion der aus der WO 2005/090830 A1 bekannten Zahnradanordnung nicht erforderlich. Dies ist insbesondere von Vorteil, da damit kein Formenneubau erforderlich ist, sodass also die Zahnradanordnung nach wie vor über sintertechnische Verfahren hergestellt werden kann, und damit die Produktionskosten für derartige Zahnradanordnungen wie aus dem Stand der Technik bekannt niedrig gehalten werden kann. Indem ein Dämpfungselement zwischen dem Federelement und dem Hauptzahnrad und/oder dem verdrehbaren Zahnrad angeordnet wird, kann die Übertragung von Geräuschen vom verdrehbaren Zahnrad auf das Hauptzahnrad reduziert bzw. minimiert werden. Von Vorteil ist dabei auch, dass eine Nachrüstung von Zahnradanordnungen mit dem Dämpfungselement auf einfache Art erfolgen kann.

[0008] Bevorzugt ist das zumindest ein Dämpfungselement mit dem Federelement verbunden, 1/11 österreichisches Patentamt AT507 071 B1 2010-02-15 beispielsweise mit dem Federelement verklebt oder ist das Federelement mit dem Dämpfungselement zumindest teilweise umspritzt. Es besteht aber z.B. auch die Möglichkeit das Dämpfungselement mit magnetischen Eigenschaften auszuführen, z.B. indem dem Federelement ein ferromagnetischer Stoff beigemengt wird. Andere Verbindungsmethoden sind ebenfalls möglich. Durch das Verbinden wird eine ortsfeste relative Lage des Dämpfungselementes zum Federelement ermöglicht, wodurch das Dämpfungsverhalten entsprechend dem Schwingungsverhalten der Zahnradanordnung verbessert werden kann.

[0009] Das zumindest ein Dämpfungselement kann einen zumindest annähernd u-förmigen Querschnitt aufweisen. Es wird damit nicht nur erreicht, dass das Dämpfungselement durch Aufschieben auf das Federelement einfacher befestigt werden kann, sodass gegebenenfalls keine weitere Verbindung mit dem Federelement erfolgen muss, um die ortsfeste relative Lage des Dämpfungselementes zum Federelement zu erreichen, sondern wird damit auch die Wirkung des Dämpfungselementes in radialer Richtung verbessert. Insbesondere ist dabei von Vorteil, wenn eine Breite des u-förmigen Querschnittes so bemessen ist, dass dieser nicht oder nur geringfügiger größer ist als die Breite des Federelementes in axialer Richtung.

[0010] Durch eine band- oder schnür- oder annähernd ringförmige Ausbildung des Dämpfungselementes wird eine bessere Anlage des Dämpfungselementes an das Hauptzahnrad bzw. das verdrehbare Zahnrad erreicht, wodurch die Dämpfungswirkung weiter verbessert werden kann. Zudem kann damit der Luftraum zwischen dem verdrehbaren Zahnrad und dem Hauptzahnrad reduziert werden, wodurch ebenfalls eine Verbesserung der Geräuschdämmung erreicht werden kann. Darüber hinaus kann damit u.U. ebenfalls auf eine zusätzliche Verbindung des Dämpfungselementes mit dem Federelement verzichtet werden, wodurch die Montage des Dämpfungselementes vereinfacht werden kann. Insbesondere diese Variante ist aus diesem Grund auch für die Nachrüstung geeignet.

[0011] Die Höhe des Dämpfungselementes in axialer Richtung kann so bemessen sein, dass das Dämpfungselement im Ruhezustand der Zahnradanordnung spannungslos am Hauptzahnrad und/oder am verdrehbaren Zahnrad anliegt. Es wird damit die Reibung zwischen dem verdrehbaren Zahnrad und dem Dämpfungselement reduziert. Durch das bloße Anliegen am Hauptzahnrad kann die Wirkung des Dämpfungselementes verbessert werden, indem das Dämpfungselement im Betrieb wenigerstark komprimiert wird.

[0012] Mit dem Begriff „spannungslos" ist in diesem Zusammenhang gemeint, dass das Dämpfungselement im Ruhezustand nicht komprimiert vorliegt.

[0013] Bevorzugt besteht das zumindest ein Dämpfungselement aus einem Werkstoff oder umfasst diesen, der ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Elastomere, wie z.B. aus Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Nitrilkautschuk, Chloropren-Kautschuk, chlorsulfoniertem Polyethylen und Polyurethan, Silikonen sowie Verschnitte oder Gemische daraus. Insbesondere diese Werkstoffe haben im Zuge der Erprobung der Zahnradanordnung die beste Wirkung gezeigt, selbst wenn das Dämpfungselement eine relativ kleine flächenmäßige Ausdehnung in Bezug auf das Federelement bzw. die beiden Zahnräder aufwies. Es können aber auch Thermoplaste und/oder Duroplaste verwendet werden, z.B. Polyethylen, Polypropylen, Ethylenvinylacetat-Copolymere, Polyamide, Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat, ein Polyurethan oder thermoplastische Elastomere. Es sind auch hier wiederum Mischung aus den thermoplastischen bzw. duroplastischen Werkstoffen möglich.

[0014] Sofern nicht ein band- oder schnür- oder ringförmiges Dämpfungselement verwendet wird, das Dämpfungselement also in diskreten Bereich des Federelementes angeordnet wird, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn auf zumindest einer Oberfläche des Federelementes in axialer Richtung zwischen zwei und acht Dämpfungselemente angeordnet sind. Es ist also beispielsweise möglich auch drei, vier, fünf, sechs oder sieben Dämpfungselemente auf dieser Oberfläche anzuordnen, wobei diese in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind, insbesondere zumindest annähernd symmetrisch aufgeteilt sind, sodass zwischen den Dämpfungselementen zumindest annähernd ein gleich großer Abstand vorhanden ist. Dieser Abstand kann gene- 2/11 österreichisches Patentamt AT507 071 B1 2010-02-15 rell zwischen 20° und 180° bzw. zwischen 30° und 90° betragen, wobei allerdings die symmetrische Anordnung bevorzugt wird.

[0015] Um die Funktionalität des verdrehbaren Zahnrades möglichst wenig zu beeinflussen, erweist es sich als vorteilhaft, wenn, sofern das zumindest eine Dämpfungselement an diesem anliegt, dass das bzw. die Dämpfungselement(e), die in Richtung auf das verdrehbare Zahnrad weisen, eine Gleitbeschichtung aufweisen.

[0016] Aus demselben Grund kann aber auch vorgesehen sein, dass das zumindest eine Dämpfungselement in axialer Richtung eine Querschnittsverjüngung aufweist, sodass also die Anlagefläche am verdrehbaren Zahnrad reduziert ist. Insbesondere kann gemäß einer Ausführungsvariante das zumindest ein Dämpfungselement zu diesem Zweck zumindest annähernd kugelkalottenartig oder mit einer gerundeten Oberfläche in Richtung auf das Hauptzahnrad und/oder das verdrehbare Zahnrad ausgebildet sein.

[0017] Eine bessere Lagefixierung des Dämpfungselementes, auch ohne zusätzliche Verbindung mit dem Federelement, kann erreicht werden, wenn das Federelement zumindest eine Ausnehmung zur teilweisen Aufnahme des zumindest einen Dämpfungselementes aufweist.

[0018] Das zumindest eine Dämpfungselement kann auch mehrschichtig ausgebildet sein, um die Dämpfungswirkung zu verbessern, wobei bevorzugt die Schichten des zumindest einen Dämpfungselementes aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Beispielsweise kann also das Dämpfungselement zwei-, drei- oder vierschichtig ausgebildet sein, wobei es bevorzugt ist, wenn die Härte der Schichten in Richtung auf verdrehbare Zahnrad bzw. das Hauptzahnrad abnimmt. Insbesondere können die Werkstoffe für diese Schichten aus der voranstehend genannten Werkstoffgruppe ausgewählt werden.

[0019] Es ist weiters möglich, dass das zumindest eine Dämpfungselement zumindest teilweise durch einen faser- oder filzförmigen Werkstoff gebildet ist, um einerseits eine bessere Dämpfungswirkung zu erreichen und andererseits eine bessere Anpassung an die Geometrie der Zahnradanordnung zu erreichen.

[0020] Es können auch auf beiden Oberflächen des Federelementes in axialer Richtung Dämpfungselemente angeordnet sein. Dabei können diese Dämpfungselemente zueinander versetzt angeordnet sein, sodass also in axialer Richtung kein Dämpfungselement einem anderen Dämpfungselement gegenüberliegend angeordnet ist. Es wird damit die direkte, geradlinige Fortpflanzung des Schalls über die Dämpfungselemente vermieden, wodurch die Dämpfungswirkung verbessert werden kann. Dabei kann der Versetzungswinkel zwischen den Dämpfungselementen auf den beiden Oberflächen ausgewählt sein aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5° und einer oberen Grenze von 80° insbesondere aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 10° und einer oberen Grenze von 45°.

[0021] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0022] Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung: [0023] Fig. 1 eine Zahnradgruppe gemäß dem Stand der Technik in Explosionsdarstellung; [0024] Fig. 2 eine erste Ausführungsvariante eines Federelementes mit darauf angeordneten Dämpfungselementen in Schrägansicht; [0025] Fig. 3 eine weitere Ausführungsvariante eines Federelementes mit darauf angeordne tem Dämpfungselement in Schrägansicht; [0026] Fig. 4 eine graphische Darstellung des Vibrationsverhaltens einer Zahnradanordnung nach dem Stand der Technik im Vergleich zu einer nach der Erfindung bei unterschiedlichen Drehzahlen.

[0027] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß 3/11 österreichisches Patentamt AT 507 071 B1 2010-02-15 auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

[0028] Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.

[0029] Fig. 1 zeigt in Explosionsdarstellung eine Zahnradanordnung 1, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Diese Zahnradanordnung 1, auch „split-gear" genannt, weist ein Hauptzahnrad 2 und ein gegenüber diesem relativ in einer Umfangsrichtung 3 verdrehbares Zahnrad 4 auf, wobei das Hauptzahnrad 2 eine Nabe 5 aufweist, die insbesondere einstückig mit dem Hauptzahnrad 2 ausgebildet ist. Das verdrehbare Zahnrad 4 ist auf der Nabe 5 des Hauptzahnrades 2 verdrehbar angeordnet. Die Nabe 5 weist eine Ausnehmung 6 in Form einer Bohrung zur Aufnahme einer nicht dargestellten Welle auf.

[0030] Das verdrehbare Zahnrad 4 ist mittels eines Federelementes 7, das in diesem Fall als so genannte Ω - Feder ausgebildet ist, in Umfangsrichtung 3 gegenüber dem Hauptzahnrad 2 vorgespannt, wie dies in der WO 2005/090830 A1 beschrieben ist, die somit in diesem Umfang des prinzipiellen Aufbaus der Zahnradanordnung 1 zum Inhalt vorliegender Beschreibung gehört. Für die Vorspannung ist, wie eingangs beschrieben, ein Stützsteg ausgebildet, der einen Montageanschlag für einen weiteren Stützsteg bildet. Das Federelement 7 liegt an diesen Stützstegen mit seinen beiden offenen Endbereichen an. Das Federelement 7 kann in einer Ausnehmung im Hauptzahnrad 2 angeordnet sein.

[0031] Um das weitere verdrehbare Zahnrad 4 auch in einer axialen Richtung 8 gegen das Hauptzahnrad vorzuspannen, ist ein weiteres Federelement 9, das bei dieser Ausführungsvariante die Form einer Tellerfeder, insbesondere einer im weitesten Sinne zu bezeichnenden geschlitzten Tellerfeder, angeordnet. Dieses weitere Federelement 9 weist einen äußeren Ring 10 auf, von dem schräg radial nach innen weisend mehrere Zungen 11, sogenannte Federzungen, abstehen. Diese Zungen 11 werden von einer umlaufenden Nut 12, die in einem Endbereich 13 der Nabe 5 ausgebildet ist, aufgenommen. Durch die Federspannung wird somit das weitere verdrehbare Zahnrad 4 in der axialen Richtung gegenüber dem Hauptzahnrad vorgespannt.

[0032] In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsvariante der Erfindung in Form des Federelementes 7 mit darauf angeordneten Dämpfungselementen 14 dargestellt. Die Dämpfungselemente 14 sind dabei sowohl an einer vorderen Oberfläche 15 sowie einer hinteren Oberfläche 16 vorhanden, wobei die Dämpfungselemente 14 insbesondere mit diesen Oberflächen 15, 16 verbunden, beispielsweise verklebt sind, wie dies voranstehend bereits ausgeführt wurde.

[0033] Pro Oberfläche 15, 16 sind bei dieser Ausführungsvariante jeweils vier Dämpfungselemente 14 vorhanden. Es besteht aber im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit mehr oder weniger diskret angeordnete Dämpfungselemente 14 vorzusehen, beispielsweise zwei, drei, fünf, sechs, sieben, acht oder auch mehr als acht.

[0034] Das Dämpfungselement 14 ist vorzugsweise hitze- bzw. temperaturbeständig ausgeführt. Generell können aber auch die voranstehend genannten Werkstoffe eingesetzt werden. Weiters kann das Dämpfungselement 14 elastische bzw. federelastische Eigenschaften aufweisen.

[0035] Es besteht weiters die Möglichkeit, wie dies ebenfalls schon voranstehend ausgeführt 4/11 österreichisches Patentamt AT507 071 B1 2010-02-15 wurde, die Dämpfungselemente 14 mehrschichtig auszubilden. Dabei sind z.B. Werkstoffkombinationen von Duroplasten und/oder Thermoplasten mit zumindest einem Elastomer verwendbar.

[0036] Die Dämpfungselemente 14 haben eine zumindest annähernd prismenartige Form mit einer Höhe 17, einer Länge 18 und einer Breite 19. Nachdem das Federelement 7 rund ausgeführt ist, besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, dass die Dämpfungselemente 14 in ihrer Länge 18 diese Rundung zumindest annähernd nachbilden.

[0037] Es besteht im Rahmen der Erfindung weiters die Möglichkeit, dass das Dämpfungselement 14 einen sich in axialer Richtung - im eingebauten Zustand betrachtet - verjüngenden Querschnitt aufweist, dass also über die Höhe 17 die Länge 18 und/oder die Breite 19 in Richtung auf das verdrehbare Zahnrad 4 und/oder das Hauptzahnrad 2 kleiner wird bzw. werden. Dies kann so weit geführt werden, dass die Anlagefläche des Dämpfungselementes 14 an das verdrehbare Zahnrad 4 und/oder das Hauptzahnrad 2 mit einer Rundung versehen ist, z.B. kugelkalottenartig ausgeführt ist.

[0038] Die Höhe 17 des Dämpfungselementes 14 in axialer Richtung kann so bemessen sein, dass das Dämpfungselement 14 im Ruhezustand der Zahnradanordnung 1 spannungslos am Hauptzahnrad 2 und/oder am verdrehbaren Zahnrad 4 anliegt.

[0039] Obwohl in Fig. 2 die gegenüberliegende Anordnung der Dämpfungselemente 14 dargestellt ist, d.h. das ein Dämpfungselement 14 auf der Oberfläche 15 einem Dämpfungselement 14 auf der Oberfläche 16 in axialer Richtung gegenüberliegend angeordnet ist, kann auch vorgesehen sein, dass diese Dämpfungselemente 14 gegeneinander versetzt sind, also um einen vordefinierbaren Winkelbetrag, der zwischen 0,5° und 150° betragen kann, gegeneinander „verdreht" angeordnet sind, sodass das Dämpfungselement 14 auf der Oberfläche 15 einer „Lücke" gegenüberliegt, d.h. das die Dämpfungselemente 14 auf der Oberfläche 15 zwischen jeweils zwei Dämpfungselementen 14 auf der Oberfläche 16 angeordnet sind, in axialer Richtung betrachtet. Eine teilweise „Überlappung" der Dämpfungselemente 14 auf den Oberflächen 15, 16, wiederum in axialer Richtung betrachtet, ist aber möglich. Der Winkelbetrag kann auch ausgewählt sein aus einem Bereich von 5° und 100° bzw. aus einem Bereich von 10° und 30°.

[0040] Im Falle der gegenüberliegenden Anordnung der Dämpfungselemente 14 besteht die Möglichkeit, diese einstückig auszubilden, sodass diese Dämpfungselemente 14 in der Folge einen zumindest annähernd u-förmigen Querschnitt aufweisen. Zur besseren Verdeutlichung dieser Ausführung ist ein derartiges Dämpfungselement in Fig. 2 strichliert dargestellt.

[0041] Neben der diskreten Anordnung der Dämpfungselemente 14 nach Fig. 2 besteht weiters die Möglichkeit, dass dieses Dämpfungselement 14 band- bzw. schnurförmig oder ringförmig ausgebildet ist, wie dies in Fig. 3 für die schnurförmige Ausführung dargestellt ist. Gezeigt ist in Fig. 3 das auf einer Welle sitzende Hauptzahnrad 2 ohne dem verdrehbaren Zahnrad 4 und ohne dem Federelement 7 (Fig. 1). Das Dämpfungselement 14 liegt lose in der Ausnehmung des Hauptzahnrades 2 und sind die Enden des Dämpfungselementes 14 durch Durchbrüche im Hauptzahnrad 2 geführt, wobei diese Enden sich auch nur bis in diese Durchbrüche erstrecken. In diesem Fall können die Durchbrüche auch als Ausnehmungen ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass sich das Dämpfungselement 14 nicht bis in diese Ausnehmungen erstreckt, sodass also diese Ausnehmungen nicht zwingend erforderlich sind.

[0042] Obwohl das Dämpfungselement 14 lose in dem Hauptzahnrad angeordnet ist, besteht auch die Möglichkeit, dieses mit dem Federelement 7 zu verbinden, z.B. zu verkleben.

[0043] Das Dämpfungselement 14 ist bei dieser Ausführungsvariante aus einem faserförmigen Stoff, z.B. aus Viskose, gebildet, wie dies in Fig. 3 durch die Fasern schematisiert angedeutet ist, kann beispielsweise filzartig ausgeführt sein, bzw. aus einem Filz bestehen. Es kann jedoch eine festere Seele aufweisen und nur die Außenschichten aus filzartig ausgeführt sein, um eine bessere Festigkeit bei entsprechender Dämpfungswirkung zu erhalten. Weiters besteht die Möglichkeit, dass der faserförmige Stoff teilweise von einem Haltemittel, z.B. einem Klebeband, umwickelt bzw. gefestigt sein, wie dies ebenfalls in Fig. 3 angedeutet ist. 5/11 österreichisches Patentamt AT507 071 B1 2010-02-15 [0044] Anstelle der schnür- bzw. bandförmigen Ausführung besteht auch die Möglichkeit, das Dämpfungselement 14 ringförmig auszubilden, wobei es sich dabei nicht zwangsweise um einen durchgehenden Ring handelt sind das Dämpfungselement im wesentlichen die Geometrie des Federelementes 7 nachformen kann, also z.B. Ω-förmig ausgebildet ist.

[0045] Auch bei dieser Ausführung besteht die Möglichkeit, dass sich das Dämpfungselement 14 nicht über die gesamte Oberfläche 15 des Federelementes 7 erstreckt, sondern nur teilweise in diskreten Bereichen dieser Oberfläche 15 angeordnet ist.

[0046] Bei sämtlichen Ausführungsformen der Erfindung besteht die Möglichkeit, dass das oder die Dämpfungselement(e) 14 ein oder beidseitig auf dem Federelement 7 angeordnet ist bzw. sind, also auf der Oberfläche 15 und/oder der Oberfläche 16.

[0047] Die faserförmige Ausführung ist auch bei dem Beispiel nach Fig. 2 möglich, insbesondere bei der mehrschichtigen Ausbildung, wobei eine dem Federelement 7 näher liegenden Schicht bevorzugt aus einem anderen, festeren Werkstoff gebildet ist.

[0048] Es besteht weiters die Möglichkeit, dass das Federelement 7 im Bereich des oder der Dämpfungselement(e) 14 eine Ausnehmung bzw. Ausnehmungen aufweist, beispielsweise in Form einer Vertiefung bzw. von Vertiefungen, in der bzw. denen das oder die Dämpfungsele-ment(e) 14 teilweise aufgenommen sind, um eine bessere Lagefixierung zu erreichen. Diese Ausnehmung(en) können dabei in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung 3 am Federelement 7 ausgebildet sein.

[0049] In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung ist das Federelement 7 mit dem Dämpfungselement 14 zumindest teilweise be- bzw. umspritzt bzw. beschichtet, also beispielsweise das Dämpfungselement 14 im flüssigen oder zäh- bzw. schmelzplastischen Zustand auf das Federelement 7 aufgebracht. Daneben ist es auch möglich, den noch nicht auspolymerisierten Werkstoff für das Dämpfungselement 14 auf das Federelement 7 aufzustreichen bzw. aufzuspritzen oder im Tauchverfahren aufzubringen. Beispielsweise könnte das Dämpfungselement 14 vor dem Aufbringen auf das Federelement 7 eine zumindest annähernd lackartige Konsistenz aufweisen.

[0050] Auch bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung besteht die Möglichkeit, dass das Dämpfungselement 14 in zumindest einem diskreten Bereich des Federelementes 7 angeordnet wird bzw. kann das Dämpfungselement 14 zumindest annähernd auf die gesamte Oberfläche des Federelementes 7 aufgebracht werden.

[0051] Von Vorteil ist bei dieser Ausführungsvariante, dass für die Verbindung des Federelementes 7 mit dem Dämpfungselement 14 in der Regel keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich sind, wobei aber auch hierbei eine Reinigung der Oberfläche des Federelementes 7 und/oder die Anbringung eines Haftvermittlers, z.B. eines Primer möglich sind.

[0052] Zur Reduzierung der Reibungskräfte zwischen dem Dämpfungselement 14 und dem verdrehbaren Zahnrad 4 bzw. dem Hauptzahnrad 2, kann das Dämpfungselement 14 neben der bereits erwähnten Reduktion der Querschnittsfläche, auch eine Gleitbeschichtung, z.B. aus einem Gleitlack oder aus PTFE, aufweisen.

[0053] Fig. 4 zeigt schließlich einen Vergleich des Dämpfungsverhaltens einer Zahnradanordnung 1 ohne Dämpfungselement 14 (oberer Kurvenverlauf) zu einer Zahnradanordnung 1 mit Dämpfungselementen 14 entsprechend der Ausführungsvariante nach Fig. 2 (unterer Kurvenverlauf) in Abhängigkeit von der Drehzahl. In beiden Fällen bestand das Hauptzahnrad 2 und das verdrehbare Zahnrad aus einem Sinterwerkstoff, nämlich einem Sinterstahl Sint D/F mod gemäß DIN 30 910, der neben Fe 0,15 Gew.-% bis 0,4 Gew.-% C, 0,75 Gew.-% bis 0,95 Gew.-% Mo und bis 0,3 Gew.-% Mn enthält. Es können aber auch andere Sinterwerkstoffe verwendet werden, beispielsweise Sinterstähle die zusätzlich oder alternativ Cr, Ni, Cu, etc. enthalten. Gemessen wurde der Summenpegel mit einem Beschleunigungsaufnehmer der Marke Kistler (Typ 8710A50M5) in der Nähe der Lagerstelle im Meßbereich zwischen 500 U/min und 1500 U/min. 6/11

Claims (15)

1. österreichisches Patentamt AT507 071 B1 2010-02-15 [0054] Erkennbar ist, dass mit der Zahnradanordnung 1 nach der Erfindung insbesondere im Bereich zwischen 500 und 900 Umdrehungen pro Minute und ab ca. 1100 Umdrehungen pro Minute eine deutliche Reduktion der Vibrationen der bzw. in der Zahnradanordnung 1 mit dem Dämpfungselement 14 erreicht werden kann. [0055] Der Vollständigkeit halber soll abschließend noch darauf hingewiesen sein, dass das Hauptzahnrad 2 und/oder das verdrehbare Zahnrad 4 vorzugsweise aus einem Sinterstahl hergestellt sind, das weitere Federelement 9 aus einem Federstahl besteht. [0056] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Zahnradanordnung 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. [0057] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Zahnradanordnung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Zahnradanordnung 2 Hauptzahnrad 3 Umfangsrichtung 4 Zahnrad 5 Nabe 6 Ausnehmung 7 Federelement 8 Richtung 9 Federelement 10 Ring 11 Zunge 12 Nut 13 Endbereich 14 Dämpfungselement 15 Oberfläche 16 Oberfläche 17 Höhe 18 Länge 19 Breite Patentansprüche 1. Zahnradanordnung (1) mit einem Hauptzahnrad (2) und einem gegenüber diesem relativ in Umfangsrichtung (3) verdrehbaren Zahnrad (4), wobei das Hauptzahnrad eine Nabe (5) aufweist, auf der das verdrehbare Zahnrad (4) angeordnet ist, und mit einem Federelement (7), das zwischen dem Hauptzahnrad (2) und dem verdrehbaren Zahnrad (4) angeordnet ist, und mit dem das verdrehbare Zahnrad (4) in Umfangsrichtung (3) gegen das Hauptzahnrad (2) vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in axialer Richtung zwischen dem Federelement (7) und dem Hauptzahnrad (2) und/oder dem verdrehbaren Zahnrad (4) zumindest ein Dämpfungselement (14) angeordnet ist.
2. 2. Zahnradanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dämpfungselement (14) mit dem Federelement (7) verbunden ist.
3. 3. Zahnradanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dämpfungselement (14) einen zumindest annähernd u-förmigen Quer- 7/11 österreichisches Patentamt AT507 071 B1 2010-02-15 schnitt aufweist.
4. 4. Zahnradanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dämpfungselement (14) band- oder schnür- oder annähernd ringförmig ausgebildet ist.
5. 5. Zahnradanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe (17) des Dämpfungselementes (14) in axialer Richtung so bemessen ist, dass das Dämpfungselement (17) im Ruhezustand der Zahnradanordnung (1) spannungslos am Hauptzahnrad (2) und/oder am verdrehbaren Zahnrad (4) anliegt.
6. 6. 6. Zahnradanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dämpfungselement (14) aus einem Werkstoff besteht oder diesen aufweist, der ausgewählt ist aus der Gruppe der Elastomere.
7. 7. Zahnradanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf zumindest einer Oberfläche (15, 16) des Federelementes (7) in axialer Richtung zwischen zwei und acht Dämpfungselemente (14) angeordnet sind.
8. 8. Zahnradanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jene Dämpfungselemente (14), die in Richtung auf das verdrehbare Zahnrad (4) weisen, eine Gleitbeschichtung aufweisen.
9. 9. Zahnradanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dämpfungselement (14) in axialer Richtung eine Querschnittsverjüngung aufweist.
10. 10. Zahnradanordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dämpfungselement (14) zumindest annähernd kugelkalottenartig oder mit einer gerundeten Oberfläche in Richtung auf das Hauptzahnrad (2) und/oder das verdrehbare Zahnrad (4) ausgebildet ist.
11. 11. Zahnradanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7) zumindest eine Ausnehmung zur teilweisen Aufnahme des zumindest einen Dämpfungselementes (14) aufweist.
12. 12. Zahnradanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dämpfungselement (14) mehrschichtig ausgebildet ist.
13. 13. Zahnradanordnung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten des zumindest einen Dämpfungselementes (14) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
14. 14. Zahnradanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest ein Dämpfungselement (14) zumindest teilweise durch einen faser-oder filzförmigen Werkstoff gebildet ist.
15. 15. Zahnradanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Oberflächen (15, 16) des Federelementes (7) in axialer Richtung Dämpfungselemente (14) angeordnet sind, wobei diese Dämpfungselemente (14) zueinander versetzt angeordnet sind. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 8/11