DE102004039070A1

DE102004039070A1 - Umschlingungstrieb

Info

Publication number: DE102004039070A1
Application number: DE102004039070A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Bogner (FH); Rainer Dipl.-Ing. Pflug (FH)
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-08-12
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2006-02-23
Also published as: BRPI0513335A; KR20070040842A; EP1776534A1; CN101023282A; CN101023282B; WO2006018095A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Umschlingungstrieb, insbesondere einen Steuerungsantrieb eines Verbrennungsmotors, mit einem antreibenden Rad einer Antriebswelle, zumindest einem angetriebenen Rad einer Abtriebswelle und einem Umschlingungsmittel, wobei das antreibende oder das angetriebene Rad aufgrund seiner unrunden Gestalt und seiner Phasenlage dem Umschlingungstrieb eine zusätzliche Ungleichförmigkeit aufprägt, die zu einem beruhigten Lauf des Umschlingungsmittels führt. DOLLAR A Ein einfach und phasenrichtig sowie positionsbeständig montierbares, unrundes Rad wird dadurch erreicht, dass das antreibende oder angetriebene unrunde Rad in seiner phasenrichtigen Drehposition eine verdrehsichere Verbindung mit seiner antreibenden oder angetriebenen Welle aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Umschlingungstrieb, insbesondere einen Steuerungsantrieb für einen Verbrennungsmotor, gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1, 4 und 6.
In der gattungsbildenden DE 195 20 508 A1 ist ein Umschlingungstrieb für einen Verbrennungsmotor beschrieben, mit einem antreibenden Rad einer Antriebswelle, zumindest einem angetriebenen Rad einer Abtriebswelle und einem Umschlingungsmittel, wobei das antreibende oder das angetriebene Rad aufgrund seiner unrunden Gestalt und seiner Phasenlage dem Umschlingungstrieb eine zusätzliche Ungleichförmigkeit aufprägt, die zu einem beruhigten Lauf des Umschlingungsmittels führt.
Die Wirksamkeit des unrunden Rads hängt von der exakten Einstellung der Phasenlage und von deren Konstanz ab. In obiger Schrift fehlt jedoch jeglicher Hinweis darauf, wie die Phasenlage des unrunden Rads eingestellt wird und erhalten bleibt.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Umschlingungstrieb, insbesondere einen Steuerungsantrieb für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, dessen für einen beruhigten Lauf des Umschlingungsmittels erforderliches unrundes Rad einfach und phasenrichtig sowie positionsbeständig montierbar ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Dadurch, dass das unrunde Rad in seiner phasenrichtigen Drehposition eine verdrehsichere Verbindung mit seiner Welle aufweist, wird die phasenrichtige Drehposition auf einfache Weise und sicher erreicht sowie dauerhaft erhalten.
Es ist von Vorteil, dass die verdrehsichere Verbindung zwischen dem unrunden Rad und dessen Welle durch Formschluss erfolgt. Dieser ist besonders geeignet, wenn Präzision der Einstellung und Dauerhaltbarkeit gefordert sind.
Vorteilhaft ist auch, dass der Formschluss durch korrespondierende, zusammenpassende, rotationsunsymmetrische Kontaktflächen des unrunden Rads und der zugehörigen Welle erreicht wird. Da nur eine Montagemöglichkeit besteht, schließen die rotationsunsymmetrischen Kontaktflächen eine Fehlmontage aus und erleichtern dadurch die Montage des Steuerantriebs.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 4 gelöst. Nachdem die antreibende und die angetriebene Welle zueinander positioniert sind, wird die phasenrichtige Drehposition des unrunden Rads mit einer Einstellvorrichtung eingestellt. Diese hat den Vorteil, dass ein konventioneller Steuerungsantrieb ohne großen Aufwand mit einem unrunden Rad nachgerüstet werden kann.
Eine vorteilhafte Einstellvorrichtung, die zur Geometrie des unrunden Rads passt, wird am Motor befestigt oder ausgerichtet und nach der Einstellung demontiert. Als geometrisches Merkmal kann z. B. ein am unrunden Rad exzentrisch angebrachter, axialer Stift oder eine entsprechende Bohrung dienen, die in Kontakt mit dem komplementären Teil der Einstellvorrichtung treten und so die phasenrichtige Drehposition des unrunden Rads festlegen.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 6 gelöst und zwar mittels einer visuellen Einstellhilfe. Diese besteht darin, dass, nachdem die antreibende und die angetriebene Welle zueinander positioniert sind, eine Markierung auf dem unrunden Rad mit einer Gegenmarkierung zum Fluchten gebracht wird. Dann befindet sich das unrunde Rad in der phasenrichtigen Drehposition zu seiner Welle und wird mit dieser verbunden.
Es ist vorteilhaft, wenn die Gegenmarkierung motorfest ist und sich auf dem Motorgehäuse oder auf einer an diesem befestigten Abdeckung befindet.
Eine Alternative visuelle Einstellhilfe besteht darin, dass die Gegenmarkierung auf einer Welle angeordnet ist, und zwar auf derjenigen, die das markierte unrunde Rad aufnimmt. Die Gegenmarkierung kann am Wellenumfang und in Achsrichtung oder auf der Stirnseite der Welle und radial angeordnet sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind.
Dabei zeigen:
1 Ansicht eines unrunden Zahnriemenrads mit einer zentralen Wellenbohrung, die eine Passfedernut aufweist;
1a Längsschnitt durch das unrunde Zahnriemenrad von 1;
2 Ansicht eines unrunden Zahnriemenrads mit einer exzentrischen, axialen Bohrung für einen Mitnehmerstift;
2a Längsschnitt durch das unrunde Zahnriemenrad von 2;
3 Ansicht eines unrunden Zahnriemenrads mit einer exzentrischen Ausbuchtung, die radiale und tangentiale Führungsflächen aufweist;
3a Längsschnitt durch das unrunde Zahnriemenrad von 3;
4 Ansicht eines unrunden Zahnriemenrads mit einer einseitig abgeflachten Wellenbohrung;
4a Längsschnitt durch das unrunde Zahnriemenrad von 4;
5 Ansicht eines unrunden Zahnriemenrads mit einer trapezförmigen Aufnahme für ein entsprechendes Kurbelwellenende;
5a Längsschnitt durch das unrunde Zahnriemenrad von 5,
6 Ansicht eines unrunden Zahnriemenrads mit einem axialen Rundstift in einem seiner Zähne zur Fixierung einer Einstellvorrichtung;
6a Längsschnitt durch das unrunde Zahnriemenrad von 6;
7 Ansicht eines unrunden Zahnriemenrads mit einer radialen Markierung an einem Zahn und einer motorfesten Gegenmarkierung, die im Einstellfall fluchten;
7a Längsschnitt durch das unrunde Zahnriemenrad von 7;
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Bei den heute üblichen Steuerungsantrieben erfolgt die Montage der Zahnriemenräder oft über Kraftschluss mittels Klemmsitz. Dies ermöglicht den Ausgleich von Toleranzen, wie es vor allem bei Steuerungsantrieben notwendig ist.
Zunächst werden die antreibende Kurbelwelle und die angetriebene Nockenwelle zueinander positioniert. Dann werden die An- und Abtriebsräder auf die Kurbel- und Nockenwelle aufgesteckt und das Umschlingungsmittel aufgelegt. Danach werden die Kurbel- und die Nockenwelle nach erfolgtem Toleranzausgleich durch Kraftschluss mit dem An- und Abtriebsrad verbunden. Dabei ist keine Lagezuordnung zwischen den Wellen und den Rädern vorgesehen. Dies hat keine Nachteile zur Folge, da die Räder rund sind. Die Situation ändert sich jedoch bei unrunden Rädern, die drehpositioniert zu ihrer Welle befestigt werden müssen.
In den 1 bis 7a sind Zahnriemenräder 1 bis 7 dargestellt. Sie dienen als antreibende Räder eines nicht dargestellten Steuerungsantriebs eines Verbrennungsmotors. Deren Zähne 8 sind auf einer Ellipse 9 mit einer großen Achse 10 und einer kleinen Achse 11 angeordnet. Auf diese Weise wird die geforderte Unrundheit erreicht.
Die Zahnräder 1 bis 7 besitzen unterschiedlich gestaltete zentrale Öffnungen. Sie werden auf ein dazu passendes freies Ende einer nicht dargestellten Kurbelwelle aufgeschoben und mit derselben verspannt.
Um eine phasenrichtige Drehposition zur Kurbelwelle zu erreichen, besteht zwischen den Zahnriemenrädern 1 bis 5 und der Kurbelwelle Formschluss. Dieser wird auf unterschiedliche Weise verwirklicht. Die Zahnriemenräder 1 bis 5 stellen Beispiele aus einer unbegrenzten Zahl denkbarer Varianten dar, die alle die Bedingung von rotationsunsymmetrischen Kontaktflächen erfüllen.
Das unrunde Zahnriemenrad 1 der 1, 1a besitzt eine Zentralbohrung 12 mit einer Axialnut 13 für einen Nut-Feder-Verband. Die Zähne 8 sind auf einer Ellipse 9 angeordnet, die eine große Achse 10 und eine kleine Achse 11 aufweist.
Im unrunden Zahnriemenrad 2 der 2, 2a ist eine exzentrische Bohrung 14 für eine Axialstift vorgesehen, der in der Stirnseite der Kurbelwelle fixiert ist.
Im unrunden Zahnriemenrad 3 der 3, 3a ist eine exzentrische Ausbuchtung 15 mit einer radialen und zwei tangentialen Führungsflächen 16, 17 dargestellt.
Im unrunden Zahnriemenrad 4 der 4, 4a befindet sich eine Zentralbohrung 12 mit einer einseitigen Abflachung 18.
Im unrunden Zahnriemenrad 5 der 5, 5a ist eine trapezförmige Aufnahme 19 für ein entsprechend geformtes Kurbelwellenende angeordnet.
Das unrunde Zahnriemenrad 6 der 6, 6a zeigt eine glatte Zentralbohrung 12 und eine axialen Rundstift 20, der aus einem der Zähne 8 herausragt. Er dient entweder als visuelle Markierung für eine Gegenmarkierung am Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors oder als Verbindungsstift zu einer am Kurbelgehäuse angeschraubten oder angelegten Einstellvorrichtung zur Justierung der Phasenlage des unrunden Zahnriemenrads 6.
Die phasenrichtige Drehposition des unrunden Zahnriemenrads 7 der 7, 7a wird durch ausschließlich visuelle Hilfsmittel eingestellt. Als ein solches dient eine radiale Markierung 21 auf einem Zahn 8, die bei phasenrichtiger Drehposition fluchtend zu einer gehäusefesten Gegenmarkierung 22 steht.
Die Gegenmarkierung kann auch auf der Welle, die das markierte unrunde Rad aufnimmt angebracht werden, und zwar auf dem Umfang der Welle in Achsrichtung derselben oder auf deren Stirnseite in radialer Richtung.
Die Montage eines Steuerantriebs mit einem unrunden Rad unterscheidet sich von der Montage eines üblichen Steuertriebs lediglich durch das zu einer An- oder Abtriebswelle definiert ausgerichtete unrunde Rad. Alle anderen Räder können weiterhin ungerichtet montiert und nach erfolgtem Toleranzausgleich reibschlüssig befestigt werden.

1: unrundes Zahnriemenrad
2: unrundes Zahnriemenrad
3: unrundes Zahnriemenrad
4: unrundes Zahnriemenrad
5: unrundes Zahnriemenrad
6: unrundes Zahnriemenrad
7: unrundes Zahnriemenrad
8: Zahn
9: Ellipse
10: große Achse
11: kleine Achse
12: Zentralbohrung
13: Axialnut
14: exzentrische Bohrung
15: exzentrische Ausbuchtung
16: radiale Führungsfläche
17: tangentiale Führungsfläche
18: einseitige Abflachung
19: trapezförmige Aufnahme
20: axialer Rundstift
21: radiale Markierung
22: Gegenmarkierung

Claims

Umschlingungstrieb, insbesondere Steuerungsantrieb eines Verbrennungsmotors, mit einem antreibenden Rad einer Antriebswelle, zumindest einem angetriebenen Rad einer Abtriebswelle und einem Umschlingungsmittel, wobei das antreibende oder das angetriebene Rad aufgrund seiner unrunden Gestalt und seiner Phasenlage dem Umschlingungstrieb eine zusätzliche Ungleichförmigkeit aufprägt, die zu einem beruhigten Lauf des Umschlingungsmittels führt, dadurch gekennzeichnet, dass das antreibende oder angetriebene unrunde Rad in seiner phasenrichtigen Drehposition eine verdrehsichere Verbindung mit seiner antreibenden oder angetriebenen Welle aufweist.
Umschlingungstrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verdrehsichere Verbindung zwischen dem antreibenden oder angetriebenen unrunden Rad und die dazu passende antreibende oder angetriebene Welle Formschluss aufweisen.
Umschlingungstrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das antreibende oder angetriebene unrunde Rad und die zugehörige antreibende oder angetriebene Welle zusammenpassende, rotationsunsymmetrische Kontaktflächen für den Formschluss aufweisen.
Umschlingungstrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellvorrichtung zur Einstellung der pha senrichtigen Drehposition des antreibenden oder angetriebenen unrunden Rads zu seiner antreibenden oder angetriebenen Welle vorgesehen sind.
Umschlingungstrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung eine zur Geometrie des antreibenden oder angetriebenen Rads passende Form aufweist und am Motorblock befestigbar oder ausrichtbar ist.
Umschlingungstrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das antreibende oder angetriebene unrunde Rad eine Markierung aufweist, die bei dessen phasenrichtiger Drehposition mit einer Gegenmarkierung fluchtet.
Umschlingungstrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenmarkierung auf dem Motorgehäuse oder auf einer an diesem befestigten Abdeckung angeordnet ist.
Umschlingungstrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenmarkierung auf einer Welle angeordnet ist, und zwar auf derjenigen, die das markierte, unrunde Rad aufnimmt.