DE102019123142A1

DE102019123142A1 - drive wheel

Info

Publication number: DE102019123142A1
Application number: DE102019123142.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hußenether; Norbert Geyer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2021-03-04

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Antriebsrad (1), mit:- einem Innenrad (2),- einem das Innenrad umschließenden Außenrad (3),- und einer Elastomerspur (4), die einen radialen Ringspalt zwischen dem Innenrad und dem Außenrad ausfüllt und das Antriebsmoment des Antriebsrads zwischen dem Innenrad und dem Außenrad überträgt, wobei die Elastomerspur mit einer den Ringspalt begrenzenden äußeren Mantelfläche (5) des Innenrads, mit einer den Ringspalt begrenzenden inneren Mantelfläche (6) des Außenrads, mit beiden Stirnflächen (7, 8) des Innenrads, mit beiden Stirnflächen (9, 10) des Außenrads, mit beiden Übergangskonturen (11, 12) zwischen der äußeren Mantelfläche und den Stirnflächen des Innenrads und mit beiden Übergangskonturen (13, 14) zwischen der inneren Mantelfläche und den Stirnflächen des Außenrads stoffschlüssig verbunden ist. Die Übergangskonturen umfassen jeweils zumindest zwei unmittelbar benachbarte Fasen (15, 16, 17).A drive wheel (1) is proposed with: - an inner wheel (2), - an outer wheel (3) surrounding the inner wheel, - and an elastomer track (4) that fills a radial annular gap between the inner wheel and the outer wheel and the drive torque of the The drive wheel transmits between the inner wheel and the outer wheel, the elastomer track with an outer circumferential surface (5) of the inner wheel delimiting the annular gap, with an inner circumferential surface (6) of the outer wheel delimiting the annular gap, with both end faces (7, 8) of the inner wheel two end surfaces (9, 10) of the outer wheel, with both transition contours (11, 12) between the outer surface and the end surfaces of the inner wheel and with both transition contours (13, 14) between the inner surface and the end surfaces of the outer wheel is firmly connected. The transition contours each include at least two immediately adjacent chamfers (15, 16, 17).

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsrad, mit:

- einem Innenrad,
- einem das Innenrad umschließenden Außenrad,
- und einer Elastomerspur, die einen radialen Ringspalt zwischen dem Innenrad und dem Außenrad ausfüllt und das Antriebsmoment des Antriebsrads zwischen dem Innenrad und dem Außenrad überträgt,

wobei die Elastomerspur mit einer den Ringspalt begrenzenden äußeren Mantelfläche des Innenrads, mit einer den Ringspalt begrenzenden inneren Mantelfläche des Außenrads, mit beiden Stirnflächen des Innenrads, mit beiden Stirnflächen des Außenrads, mit beiden Übergangskonturen zwischen der äußeren Mantelfläche und den Stirnflächen des Innenrads und mit beiden Übergangskonturen zwischen der inneren Mantelfläche und den Stirnflächen des Außenrads stoffschlüssig verbunden ist.The invention relates to a drive wheel with:

- an inner wheel,
- an outer wheel surrounding the inner wheel,
- and an elastomer track that fills a radial annular gap between the inner wheel and the outer wheel and transmits the drive torque of the drive wheel between the inner wheel and the outer wheel,

wherein the elastomer track with an outer circumferential surface of the inner wheel delimiting the annular gap, with an inner circumferential surface of the outer wheel delimiting the annular gap, with both end surfaces of the inner wheel, with both end surfaces of the outer wheel, with both transition contours between the outer circumferential surface and the end surfaces of the inner wheel and with both Transition contours between the inner circumferential surface and the end faces of the outer wheel is firmly connected.

Ein derartiges Antriebsrad ist aus der DE 10 2014 225 990 A1 bekannt. Die Übergangskonturen sind dort gerundet, um die Dauerfestigkeit der durch abwechselnde Zug- und Druckspannungen beaufschlagten Elastomerspur zu erhöhen.Such a drive wheel is from DE 10 2014 225 990 A1 known. The transition contours are rounded there in order to increase the fatigue strength of the elastomer track subjected to alternating tensile and compressive stresses.

Verrundete Werkstückkanten haben jedoch einen fertigungstechnischen Nachteil. Dieser besteht darin, dass der Übergangsradius nur mit hohem Aufwand mess- oder prüfbar ist und zudem das Risiko einer fehlerbehafteten Messung bzw. Prüfung hoch ist.However, rounded workpiece edges have a manufacturing disadvantage. This consists in the fact that the transition radius can only be measured or checked with great effort and, in addition, the risk of an incorrect measurement or check is high.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebsrad der eingangs genannten Art anzugeben, das einerseits eine ausreichende Dauerfestigkeit der Elastomerspur hat und andererseits im Hinblick auf die Übergangskonturen prozesssicher herstellbar ist.The present invention is based on the object of specifying a drive wheel of the type mentioned at the outset which, on the one hand, has sufficient fatigue strength of the elastomer track and, on the other hand, can be reliably manufactured with regard to the transition contours.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, dass die Übergangskonturen jeweils zumindest zwei unmittelbar benachbarte Fasen umfassen. Die Breite der Fasen kann unterschiedlich sein, wobei deren Fasenwinkel in Richtung der Ringspaltmündung - selbstverständlich - größer werden.This object is achieved in that the transition contours each include at least two immediately adjacent chamfers. The width of the chamfers can be different, with their chamfer angles - of course - becoming larger in the direction of the mouth of the annular gap.

Anders als Radien lassen sich Fasen deutlich prozesssicherer herstellen und mit hinreichender Genauigkeit aufwandsarm messen bzw. prüfen. Die erfindungsgemäße Gestaltung der Übergangskonturen stellt folglich einen Kompromiss zwischen maximal möglicher Dauerfestigkeit der Elastomerspur und möglichst aufwandsarmer Herstellbarkeit des Antriebsrads dar. Die bei der bekannten Verrundung der Übergangskonturen minimierte Kerbwirkung des Innen- und Außenrads auf die Elastomerspur liegt bei der erfindungsgemäßen Aneinanderreihung von Fasen ebenfalls auf einem niedrigen Niveau, da jeder Übergangswinkel zwischen zwei unmittelbar benachbarten Kegelstumpfflächen der Fasen und zwischen einer Kegelstumpffläche und der dazu benachbarten Mantelfläche bzw. Stirnfläche ein stumpfer Winkel ist.In contrast to radii, bevels can be manufactured in a much more reliable manner and measured or checked with sufficient accuracy with little effort. The inventive design of the transition contours consequently represents a compromise between the maximum possible fatigue strength of the elastomer track and the low-cost manufacture of the drive wheel low level, since every transition angle between two immediately adjacent truncated conical surfaces of the chamfers and between a truncated conical surface and the adjacent lateral surface or face is an obtuse angle.

Vorzugsweise gilt für alle Übergangswinkel: γ_i, ≥ 150°. Dieser Wert beruht auf der Nebenwinkelbeziehung zwischen den Übergangswinkeln und den Fasenwinkeln. Der Mindestwert von 150° resultiert aus der Mindestanzahl n_min=2 der Fasen und folglich n_min+1=3 Übergangswinkeln γ₁, γ₂ und γ₃, die bei den Fasenwinkeln α₁ = 30° und α2 = 60° und bei gleichen Fasendifferenzwinkeln α₂-α₁=30° und 90°-α₂=30° jeweils $γ_{i} = 180 ° - 90 ° / (n_{min} + 1) = 150 °$

betragen.The following preferably applies to all transition angles: γ _i , ≥ 150 °. This value is based on the minor angle relationship between the transition angles and the chamfer angles. The minimum value of 150 ° results from the minimum number n _min = 2 of the bevels and consequently n _min + 1 = 3 transition _{angles γ 1} , γ ₂ and γ ₃ , which at the bevel angles α ₁ = 30 ° and α2 = 60 ° and at the same Chamfer difference angles α ₂ -α ₁ = 30 ° and 90 ° -α ₂ = 30 ° each

γ_{i} = 180 ° - 90 ° / (n_{min} + 1) = 150 °

be.

Allgemein, d.h. bei einer Anzahl der Fasen von n=2 oder n>2 und bei ungleichen Fasendifferenzwinkeln, kann auch für nur einen Teil der Übergangswinkel gelten: γ_i ≥ 120°.In general, ie with a number of chamfers of n = 2 or n> 2 and with unequal chamfer difference angles, the following can also apply to only some of the transition angles: γ _i ≥ 120 °.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein erfindungsgemäßes Antriebsrad dargestellt ist. Es zeigen

1 das Antriebsrad im Längsschnitt;
2 das Antriebsrad in perspektivischer Explosion;
3 die Einzelheit X gemäß 1;
4 einen vergrößerten Ausschnitt des Außenrads;
5 die Einzelheit Y gemäß 4.

Further features and configurations of the invention emerge from the following description and from the drawings, in which a drive wheel according to the invention is shown. Show it

1 the drive wheel in longitudinal section;
2 the drive wheel in perspective explosion;
3rd the detail X according to 1 ;
4th an enlarged section of the outer wheel;
5 the detail Y according to 4th .

Das in den 1 bis 3 dargestellte Antriebsrad 1 ist Teil eines Massenausgleichsgetriebes einer Brennkraftmaschine und dient dem drehschwingungsentkoppelnden Ausgleichswellenantrieb. Das Antriebsrad 1 ist mit einem Innenrad 2, das auf einer (nicht dargestellten) Welle befestigt ist, einem stirnverzahnten Außenrad 3, das das Innenrad 2 umschließt, und einer Elastomerspur 4 in einem radialen Ringspalt zwischen dem Außenrad 3 und dem Innenrad 2 mehrteilig.That in the 1 to 3rd shown drive wheel 1 is part of a mass balancing gear of an internal combustion engine and is used for the torsional vibration decoupling balancer shaft drive. The drive wheel 1 is with an internal gear 2 , which is mounted on a (not shown) shaft, a spur-toothed outer gear 3rd that is the internal gear 2 enclosing, and an elastomer track 4th in a radial annular gap between the outer wheel 3rd and the internal gear 2 multi-part.

Die Elastomerspur 4 überträgt das Antriebsmoment des Antriebsrads 1 zwischen dem Innenrad 2 und dem Außenrad 3, wobei die Elastizität der Elastomerspur 4 eine oszillierende Relativverdrehung des Innenrads 2 gegenüber dem Außenrad 3 ermöglicht und dabei Drehschwingungen im Antrieb glättet.The elastomer track 4th transmits the drive torque of the drive wheel 1 between the inner gear 2 and the outer wheel 3rd , being the elasticity of the elastomer track 4th an oscillating relative rotation of the internal gear 2 opposite the outer wheel 3rd and thereby smooths torsional vibrations in the drive.

Die Elastomerspur 4 füllt den Ringspalt vollständig aus und ist mit einer den Ringspalt begrenzenden äußeren Mantelfläche 5 des Innenrads 2, mit einer den Ringspalt begrenzenden inneren Mantelfläche 6 des Außenrads 3, mit beiden Stirnflächen 7 und 8 des Innenrads 2, mit beiden Stirnflächen 9 und 10 des Außenrads 3, mit beiden Übergangskonturen 11 und 12 zwischen der äußeren Mantelfläche 5 und den Stirnflächen 7, 8 des Innenrads 2 und mit beiden Übergangskonturen 13 und 14 zwischen der inneren Mantelfläche 6 und den Stirnflächen 9, 10 des Außenrads 3 mittels Umspritzung stoffschlüssig verbunden.The elastomer track 4th fills the annular gap completely and has an outer jacket surface that delimits the annular gap 5 of the internal gear 2 , with an inner circumferential surface delimiting the annular gap 6th of the outer wheel 3rd , with both end faces 7th and 8th of the internal gear 2 , with both end faces 9 and 10 of the outer wheel 3rd , with both transition contours 11 and 12th between the outer jacket surface 5 and the end faces 7th , 8th of the internal gear 2 and with both transition contours 13th and 14th between the inner jacket surface 6th and the end faces 9 , 10 of the outer wheel 3rd firmly connected by overmolding.

Die konstruktive Gestaltung der erfindungsgemäßen Übergangskonturen ist nachfolgend anhand der 4 und 5 am Beispiel der Übergangskontur 14 des Außenrads 3 erläutert. Die Übergangskonturen 11, 12 und 13 sind in analoger Weise ausgeführt. Jede Übergangskontur 11 bis 14 umfasst n=3 unmittelbar benachbarte Fasen 15, 16 und 17 unterschiedlicher Breite. Für die zugehörigen Fasenwinkel α₁, α₂ und α₃ gilt: α₁<α₂<α₃. Die oben erwähnten Übergangswinkel sind mit γ₁, γ₂, γ₃ und γ₄ bezeichnet, wobei jeweils im Längsschnitt durch das Außenrad 3 betrachtet:

- γ₁ der Winkel zwischen der inneren Mantelfläche 6 und der Kegelstumpffläche 18 der Fase 15 ist,
- y₂ der Winkel zwischen der Kegelstumpffläche 18 und der Kegelstumpffläche 19 der Fase 16 ist,
- γ₃ der Winkel zwischen der Kegelstumpffläche 19 und der Kegelstumpffläche 20 der Fase 17 ist,
- γ₄ der Winkel zwischen der Kegelstumpffläche 20 und der Stirnfläche 10 ist.

The structural design of the transition contours according to the invention is shown below with reference to FIG 4th and 5 using the example of the transition contour 14th of the outer wheel 3rd explained. The transition contours 11 , 12th and 13th are carried out in an analogous manner. Every transition contour 11 to 14th includes n = 3 immediately adjacent chamfers 15th , 16 and 17th different width. The following applies to the associated bevel angles α ₁ , α ₂ and α ₃ _{: α 1} <α ₂ <α ₃ . The transition angles mentioned above are _{denoted by γ 1} , γ ₂ , γ ₃ and γ ₄ , each in a longitudinal section through the outer wheel 3rd considered:

- γ _{1 is} the angle between the inner lateral surface 6th and the frustoconical surface 18th the bevel 15th is
- y _{2 is} the angle between the truncated cone surface 18th and the frustoconical surface 19th the bevel 16 is
- γ _{3 is} the angle between the truncated cone surface 19th and the frustoconical surface 20th the bevel 17th is
- γ _{4 is} the angle between the truncated cone surface 20th and the face 10 is.

Alle Übergangswinkel γ₁ bis γ₄ (allgemein: γ_i) sind stumpfe Winkel, die beim Fasenwinkel α₁=22,5° und vorliegend gleichen Fasendifferenzwinkeln α₂-α₁ =22,5°, α₃-α₂=22,5° und 90°- α₃=22,5°: $γ_{i} = 180 ° - 90 ° / (3 + 1) = 157,5 °$

betragen und hinsichtlich der Kerbwirkung der Kanten 21, 22, 23 und 24 auf die Dauerfestigkeit der Elastomerspur 4 und deren stoffschlüssige Verbindung unkritisch sind.All transition _{angles γ 1} to γ ₄ (in general: γ _i ) are obtuse angles, the bevel angle α ₁ = 22.5 ° and the same bevel difference angles α ₂ -α ₁ = 22.5 °, α ₃ -α ₂ = 22, 5 ° and 90 ° - α ₃ = 22.5 °:

γ_{i} = 180 ° - 90 ° / (3rd + 1) = 157.5 °

and with regard to the notch effect of the edges 21 , 22nd , 23 and 24 on the fatigue strength of the elastomer track 4th and whose material connection is not critical.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102014225990 A1 [0002]DE 102014225990 A1 [0002]

Claims

Antriebsrad (1), mit: - einem Innenrad (2), - einem das Innenrad (2) umschließenden Außenrad (3), - und einer Elastomerspur (4), die einen radialen Ringspalt zwischen dem Innenrad (2) und dem Außenrad (3) ausfüllt und das Antriebsmoment des Antriebsrads (1) zwischen dem Innenrad (2) und dem Außenrad (3) überträgt, wobei die Elastomerspur (4) mit einer den Ringspalt begrenzenden äußeren Mantelfläche (5) des Innenrads (2), mit einer den Ringspalt begrenzenden inneren Mantelfläche (6) des Außenrads (3), mit beiden Stirnflächen (7, 8) des Innenrads (2), mit beiden Stirnflächen (9, 10) des Außenrads (3), mit beiden Übergangskonturen (11, 12) zwischen der äußeren Mantelfläche (5) und den Stirnflächen (7, 8) des Innenrads (2) und mit beiden Übergangskonturen (13, 14) zwischen der inneren Mantelfläche (6) und den Stirnflächen (9, 10) des Außenrads (3) stoffschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskonturen (11, 12, 13, 14) jeweils zumindest zwei unmittelbar benachbarte Fasen (15, 16, 17) umfassen.Drive wheel (1), with: - an inner wheel (2), - an outer wheel (3) surrounding the inner wheel (2), - and an elastomer track (4) which forms a radial annular gap between the inner wheel (2) and the outer wheel (3 ) and transmits the drive torque of the drive wheel (1) between the inner wheel (2) and the outer wheel (3), the elastomer track (4) with an outer surface (5) of the inner wheel (2) delimiting the annular gap and with an annular gap limiting inner circumferential surface (6) of the outer wheel (3), with both end faces (7, 8) of the inner wheel (2), with both end faces (9, 10) of the outer wheel (3), with two transition contours (11, 12) between the outer circumferential surface (5) and the end faces (7, 8) of the inner wheel (2) and with both transition contours (13, 14) between the inner circumferential surface (6) and the end faces (9, 10) of the outer wheel (3) is firmly connected , characterized in that the transition contours (11, 12, 13, 14) are each at least two immediately adjacent e include chamfers (15, 16, 17).

Antriebsrad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für einen oder mehrere Übergangswinkel γ_i, zwischen den Mantel- (5, 6) und Stirnflächen (7, 8, 9, 10) und den Kegelstumpfflächen (18, 19, 20) der Fasen (15, 16, 17) einerseits und der Kegelstumpffläche (18, 19, 20) der dazu unmittelbar benachbarten Fase (15, 16, 17) andererseits gilt: γ_i, ≥ 120°.Drive wheel (1) Claim 1 , characterized in that for one or more transition angles γ _i , between the jacket (5, 6) and end surfaces (7, 8, 9, 10) and the truncated conical surfaces (18, 19, 20) of the chamfers (15, 16, 17) on the one hand and the truncated cone surface (18, 19, 20) of the immediately adjacent bevel (15, 16, 17) on the other hand: γ _i , ≥ 120 °.

Antriebsrad (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für sämtliche Übergangswinkel γ_i, gilt: γ_i ≥ 150°.Drive wheel (1) Claim 2 , characterized in that for all transition angles γ _i , the following applies: γ _i ≥ 150 °.