DE102019213138A1

DE102019213138A1 - Hydraulisches Scherengetriebe

Info

Publication number: DE102019213138A1
Application number: DE102019213138.7A
Authority: DE
Inventors: Jae Hee Jeon
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2039-08-31
Also published as: US10746061B1; DE102019213138B4; CN111594613A; KR20200101600A

Abstract

Ein hydraulisches Scherengetriebe kann ein erstes Zahnrad mit einer darin ausgebildeten Arbeitskammer und einem in die Arbeitskammer zugeführten Ö1; ein zweites Zahnrad, das so vorgesehen ist, dass es koaxial zu einer Seitenfläche des ersten Zahnrads relativ drehbar ist; und einen Kolben aufweisen, der mit dem in die Arbeitskammer zugeführten Ö1 versorgt wird und durch Druck des darin zugeführten Öls in der Arbeitskammer bewegt wird, um eine Kraft auszuüben, die das zweite Zahnrad in eine Drehrichtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des ersten Zahnrads drückt, um das zweite Zahnrad zu drehen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Scherengetriebe zum Beseitigen einer auftretenden Ursache für ein Umkehrspiel aufgrund einer Spannungsreduzierung einer vorhandenen Feder mittels einer Relativbewegung zwischen Zahnrädern, die durch Öldruck ausgeführt wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein Scherengetriebe ist ein Zahnrad, das ein Hilfszahnrad mit der gleichen Anzahl von Verzahnungen auf einer Seitenfläche eines Hauptzahnrads aufweist und ein Umkehrspiel beseitigt, indem es die Verzahnung des anderen Zahnrads, in das die Verzahnung eingreift, fest einpasst.
Das heißt, wenn sich ein Umkehrspiel im eingekuppelten Abschnitt des Zahnrads befindet, treten Umkehrspielgeräusche auf, bei denen die Zahnräder bei jeder Drehzahländerung eines Motors aufeinanderprallen.
Daher wird das zwischen zwei Zahnrädern auftretende Umkehrspielgeräusch durch Aufbringen einer Kraft in eine Richtung, in der eine Drehkraft der beiden Zahnräder wirkt, und in eine entgegengesetzte Richtung mittels einer Feder verhindert.
Eine Ausgestaltung eines herkömmlichen Scherengetriebes wird mit Bezug auf 1 kurz beschrieben. Ein zweites Zahnrad 2 ist auf einer Seitenfläche eines ersten Zahnrads 1 vorgesehen und die Stifte 1a und 2a sind mit den gegenüberliegenden Flächen des ersten Zahnrads 1 bzw. des zweiten Zahnrads 2 gekoppelt. Darüber hinaus werden beide Endabschnitte einer ringförmigen Scherenfeder 3 im Spannungszustand durch den Stift des ersten Zahnrads bzw. den Stift des zweiten Zahnrads gehalten, so dass das zweite Zahnrad relativ zum ersten Zahnrad drehbar ist.
Das heißt, das zweite Zahnrad wird relativ zu einer Drehbewegung des ersten Zahnrads durch eine elastische Kraft der Scherenfeder gedreht, so dass ein Umkehrspiel zwischen den Verzahnungen des ersten Zahnrads und den Verzahnungen des zweiten Zahnrads entfernt wird und somit beim Fahren eines Fahrzeugs kein Klappergeräusch entsteht.
Da das herkömmliche Scherengetriebe mit Scherenfeder und Stiftstruktur jedoch eine relativ kleine Kontaktfläche zwischen der Scherenfeder und den die Scherenfeder stützenden Stiften aufweist, wird eine übermäßige Belastung auf die Stifte ausgeübt, die zum Verschleiß der Stifte führt.
Dementsprechend verschleißen die Stifte, was zur Verringerung der Spannung der Scherenfeder und damit zum Auftreten des Umkehrspiels führt, wodurch das Klappergeräusch des Getriebes entsteht.
Die als Stand der Technik bezeichneten Inhalte wurden nur vorgesehen, um das Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und können dem Stand der Technik nicht entsprechen, der denen mit durchschnittlicher Fachkenntnis bekannt ist.
Die in diesem „Hintergrund der Erfindung“ Abschnitt enthaltenen Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und dürfen nicht als Anerkennung oder Anregung dafür verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik wiedergeben, der einem Fachmann bereits bekannt ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein hydraulisches Scherengetriebe vorzusehen, um eine auftretende Ursache für ein Umkehrspiel aufgrund einer Änderung der Spannung einer vorhandenen Feder durch eine Relativbewegung zwischen den Zahnrädern durch Öldruck zu beseitigen.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein hydraulisches Scherengetriebe aufweisen: ein erstes Zahnrad mit einer darin ausgebildeten Arbeitskammer und einem der Arbeitskammer zugeführten Ö1; ein zweites Zahnrad, das so vorgesehen ist, dass es koaxial zum ersten Zahnrad relativ drehbar ist; und einen Kolben, der mit dem in die Arbeitskammer zugeführten Öl versorgt wird, und durch Druck des darin in die Arbeitskammer zugeführten Öls bewegt wird, um eine Kraft auszuüben, die das zweite Zahnrad in eine Drehrichtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des ersten Zahnrads treibt, um das zweite Zahnrad zu drehen.
Der Kolben kann vorgesehen sein, um in eine Richtung senkrecht zu einer radialen Richtung des ersten Zahnrads bewegt zu werden, und ein Stützabschnitt kann in einer radialen Richtung des zweiten Zahnrads ausgebildet sein, und der Stützabschnitt kann so positioniert sein, dass er dem Kolben zugewandt ist, sodass die Bewegung des Kolbens den Stützabschnitt treibt.
Der Kolben kann so vorgesehen sein, dass er an einer vorbestimmten radialen Position des ersten Zahnrads in Richtung des zweiten Zahnrads vorsteht und dem Stützabschnitt zugewandt ist.
Der Kolben kann in der Arbeitskammer vorgesehen sein, ein Endabschnitt der Arbeitskammer kann geöffnet sein, und eine Führungsnut kann in dem dem Endabschnitt der Arbeitskammer zugewandten Stützabschnitt ausgebildet sein, so dass ein Abschnitt des Kolbens, der sich in Richtung des Endabschnitts der Arbeitskammer bewegt, in diesen eingesetzt ist.
In einem Endabschnitt des Kolbens kann eine Ölschmierbohrung ausgebildet sein, und das in den Kolben eingespeiste Ö1 kann einem Abschnitt zugeführt werden, an dem der Kolben und der Stützabschnitt durch die Ölschmierbohrung miteinander in Kontakt stehen.
Ein Öleinlassabschnitt kann in einem mittleren Endabschnitt der Arbeitskammer ausgebildet sein; das aus dem Öleinlassabschnitt zugeführte Öl kann in den Kolben eingeführt werden und einen Endabschnitt in den Kolben treiben, so dass ein Endabschnitt des Kolbens in Richtung eines Endabschnitts der Arbeitskammer bewegt werden kann; eine Ölströmungsbohrung kann in dem anderen Endabschnitt des Kolbens ausgebildet sein; ein Ölaufnahmeraum kann zwischen dem anderen Endabschnitt des Kolbens und dem anderen Endabschnitt der Arbeitskammer ausgebildet sein, um das in den Kolben eingeführte Öl aufzunehmen; und ein Rückschlagventilmechanismus kann beweglich in dem Ölaufnahmeraum vorgesehen sein, und die Ölströmungsbohrung kann abhängig von einer Position des Rückschlagventilmechanismus geöffnet oder geschlossen werden.
Der Rückschlagventilmechanismus kann aufweisen: eine Rückschlagplatte mit einem Sitzabschnitt, der entlang eines Kantenabschnitts davon ausgebildet und durch den anderen Endabschnitt des Kolbens gestützt ist; und eine Rückschlagplattenfeder, die eine elastische Rückstellkraft für die Rückschlagplatte vorsieht, so dass die Rückschlagplatte in eine Richtung bewegt wird, die durch den anderen Endabschnitt des Kolbens gestützt wird.
Das hydraulische Scherengetriebe kann ferner aufweisen: eine Kugelaufnahmenut, die im zentralen Abschnitt der Rückschlagplatte ausgebildet ist; eine Rückschlagkugel, die in der Kugelaufnahmenut aufgenommen ist und einen Abschnitt einer kugelförmigen Oberfläche aufweist, die von einem Kantenabschnitt einer Innenfläche der Ölströmungsbohrung getragen wird, um die Ölströmungsbohrung zu öffnen oder zu schließen; und eine Rückschlagkugelfeder, welche die elastische Rückstellkraft für die Rückschlagkugel erzeugt, so dass die Rückschlagkugel in eine Richtung bewegt wird, die von der Innenfläche der Ölströmungsbohrung gestützt wird.
Beide Endabschnitte der Rückschlagplattenfeder können zwischen dem Sitzabschnitt und einer Innenfläche des anderen Endabschnitts der Arbeitskammer abgestützt sein; und beide Endabschnitte der Rückschlagkugelfeder können zwischen der Rückschlagkugel und einer Innenfläche der Kugelaufnahmenut abgestützt sein.
Ein Flansch kann auf einer Außenfläche des anderen Endabschnitts des Kolbens ausgebildet sein, der mit der Ölströmungsbohrung verbunden ist; der auf der Rückschlagplatte ausgebildete Sitzabschnitt kann in engen Kontakt mit dem Flansch gebracht werden; und eine Öldurchgangsnut kann entlang eines Kantenabschnitts des Sitzabschnitts ausgebildet sein, so dass das Ö1 durch die Öldurchgangsnut in den Ölaufnahmeraum eingebracht werden kann.
Das erste Zahnrad kann an einer Nockenwelle befestigt sein; ein Wellenölkanal kann in der Nockenwelle ausgebildet sein; ein Zahnradölkanal kann im ersten Zahnrad ausgebildet sein, um mit dem Wellenölkanal in Verbindung zu stehen; und der Zahnradölkanal kann mit dem Inneren der Arbeitskammer in Verbindung stehen, so dass das durch den Zahnradölkanal strömende Öl in die Arbeitskammer zugeführt werden kann.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere Merkmale und Vorteile auf, die sich aus den beigefügten Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung ergeben oder ausführlicher dargelegt sind, und die zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die separat Abschnitte zeigt, die ein bereits bestehendes mechanisches Scherengetriebe ausbilden;
2 ist eine Ansicht, die separat Abschnitte zeigt, die ein hydraulisches Scherengetriebe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausbilden;
3 ist eine Ansicht, die Komponenten für eine Bewegungsoperation eines Kolbens gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung separat darstellt;
4 ist eine Ansicht eines Zustands, in dem das Scherengetriebe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem anderen Zahnrad in Eingriff steht;
5 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Querschnitts entlang einer Linie A-A von 4;
6 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein geschlossener Raum, in dem Ö1 in einem Ölaufnahmeraum untergebracht ist, in einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
7 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Anordnung zum Zuführen von Ö1 zu einer Arbeitskammer in einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
8 ist eine Ansicht, die einen Zahnradeingriffszustand vor und nach der Entfernung des Umkehrspiels gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale darstellen, welche die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin enthalten sind, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden teilweise durch die besonders vorgesehene Anwendungs- und Einsatzumgebung bestimmt.
In den Figuren beziehen sich die Bezugszahlen auf den gleichen oder äquivalente Abschnitte der vorliegenden Erfindung in den einzelnen Figuren der Zeichnungen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Es wird nun ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die vorliegende Erfindung(en) in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die vorliegende(n) Erfindung(en) auf diese exemplarischen Ausführungsformen zu beschränken. Andererseits soll/sollen die vorliegende(n) Erfindung(en) nicht nur die exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die in den Geist und den Umfang der vorliegenden Erfindung gemäß der Definition durch die beigefügten Ansprüche einbezogen werden können.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Ein hydraulisches Scherengetriebe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein erstes Zahnrad 10, ein zweites Zahnrad 20 und einen Kolben 30 auf.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 5 ausführlich beschrieben. Zunächst ist das erste Zahnrad 10 ein mit einer Nockenwelle 80 gekoppeltes Hauptzahnrad und weist eine im ersten Zahnrad 10 ausgebildete Arbeitskammer 11 und ein in die Arbeitskammer 11 zugeführtes Ö1 auf.
Das zweite Zahnrad 20 ist ein Hilfs-Zahnrad, das mit einer Seitenfläche des ersten Zahnrads 10 gekoppelt ist, und ist so vorgesehen, dass es relativ koaxial mit dem ersten Zahnrad 10 drehbar ist.
Darüber hinaus wird der Kolben 30 mit dem in die Arbeitskammer 11 zugeführten Ö1 versorgt und in der Arbeitskammer 11 durch Druck des darin zugeführten Öls bewegt, um eine Kraft aufzubringen, die das zweite Zahnrad 20 in eine Drehrichtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des ersten Zahnrads 10 treibt und das zweite Zahnrad 20 dreht.
Das heißt, die Verzahnung des ersten Zahnrads 10 und die Verzahnung des zweiten Zahnrads 20 werden durch Relativdrehung des zweiten Zahnrads 20 in die der Drehrichtung des ersten Zahnrads 10 entgegengesetzte Richtung durch den angewandten Druck des durch den Öldruck bewegten Kolbens 30 leicht verschoben, und dadurch wird ein Umkehrspiel zwischen den mit dem ersten Zahnrad 10 und dem zweiten Zahnrad 20 in Eingriff stehenden Zahnrädern entfernt, wodurch das Klappergeräusch reduziert wird.
Da eine vorliegende Wiederholungsursache des Umkehrspiels durch eine Spannungsreduzierung der Scherenfeder und eines Verschleiß der Stifte grundsätzlich durch eine relative Drehung des zweiten Zahnrads 20 mit einem hydraulischen Verfahren unter Verwendung des Öldrucks gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anstelle eines bestehenden mechanischen Verfahrens, das den zweiten Zahnrad 20 unter Verwendung der Spannung der Scherenfeder relativ dreht, blockiert wird, ist es möglich, ein Umkehrspielentfernungssystem zu realisieren, das kontinuierlich und stabil über einen langen Zeitraum eingesetzt werden kann.
Im Übrigen wird eine Ausgestaltung einer exemplarischen Ausführungsform, bei welcher der Kolben 30 das zweite Zahnrad 20 antreibt, mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kolben 30 so vorgesehen, dass er in eine Richtung senkrecht zu einer radialen Richtung des ersten Zahnrads 10 bewegt wird.
Darüber hinaus ist ein Stützabschnitt 21 integral in radialer Richtung des zweiten Zahnrads 20 ausgebildet, und der Stützabschnitt 21 ist so angeordnet, dass er dem Kolben 30 zugewandt ist, so dass die Bewegung des Kolbens 30 den Stützabschnitt 21 treibt.
Das heißt, wenn der Kolben 30 durch den Öldruck linear bewegt wird, ist der Stützabschnitt 21 an einer Position vorgesehen, in die der Kolben 30 bewegt wird, so dass der Kolben 30 den Stützabschnitt 21 treibt und das zweite Zahnrad 20 zusammen mit dem Stützabschnitt 21 um eine Achse davon dreht.
Darüber hinaus ist, wie in den 2 und 5 dargestellt, der Kolben 30 so vorgesehen, dass er in einer vorbestimmten radialen Position des ersten Zahnrads 10 in Richtung des zweiten Zahnrads 20 vorsteht. So ist beispielsweise die Arbeitskammer 11 so ausgebildet, dass sie an der vorgegebenen Radialposition des ersten Zahnrads 10 zum zweiten Zahnrad 20 vorsteht, und der innerhalb der Arbeitskammer 11 bewegte Kolben 30 ist somit auch an einer Position vorgesehen, die zum zweiten Zahnrad 20 vorsteht.
Daher ist der Kolben 30 dem Stützabschnitt 21 zugewandt, so dass der Stützabschnitt 21 gemäß der Bewegung des Kolbens 30 gedrückt werden kann.
Darüber hinaus kann, wie in 5 dargestellt, gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Struktur hinzugefügt werden, in welcher der Kolben 30 den Stützabschnitt 21 stabil treiben kann.
Bis zum jetzigen Zeitpunkt ist gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Struktur ausgebildet, in welcher der Kolben 30 in der Arbeitskammer 11 vorgesehen ist und ein Endabschnitt der Arbeitskammer 11 geöffnet ist. Hier kann nach einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, obwohl gezeigt wird, dass ein Kolbengehäuse 35 in die Arbeitskammer 11 und der Kolben 30 in die Kolbengehäuse 35 eingebettet ist, der Kolben 30 auch ohne das Kolbengehäuse direkt in der Arbeitskammer 11 vorgesehen sein.
Darüber hinaus ist in dem dem offenen Endabschnitt der Arbeitskammer 11 zugewandten Stützabschnitt 21 eine Führungsnut 22 ausgebildet, so dass ein Abschnitt des Kolbens 30, der sich in Richtung des Endabschnitts der Arbeitskammer 11 bewegt, darin eingesetzt ist. Im vorliegenden Fall ist der Endabschnitt des in die Führungsnut 22 eingesetzten Kolbens 30 in einer der Führungsnut 22 entsprechenden Form ausgebildet oder so ausgebildet, dass er eine etwas kleinere Querschnittsfläche als die Führungsnut 22 aufweist, so dass der Endabschnitt des Kolbens 30 stabil in die Führungsnut 22 eingesetzt werden kann und der Stützabschnitt 21 gedrückt wird.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung wird in einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Endabschnitt des Kolbens 30 in die Führungsnut 22 eingesetzt und steht in Oberflächenkontakt mit dem Stützabschnitt 21, wodurch, da eine Kontaktfläche zum Aufbringen einer Kraft zum Treiben des zweiten Zahnrads 20 erhöht wird und eine zu drückende Last nicht auf einen Abschnitt konzentriert ist, ein durch die Lastkonzentration bedingtes Abschnittsverschleißphänomen verhindert werden kann und das Umkehrspiel stabil und kontinuierlich entfernt werden kann.
Darüber hinaus kann das in den Kolben 30 eingeführte Ö1 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Schmieren eines Abschnitts, an dem der Kolben 30 und der Stützabschnitt 21 miteinander in Kontakt stehen, direkt dem Kontaktabschnitt zugeführt werden.
Bis zum jetzigen Zeitpunkt wird in einem Endabschnitt des Kolbens 30 eine Ölschmierbohrung 32 mit einer Querschnittsfläche, die kleiner als die Querschnittsfläche eines Innenraums des Kolbens 30 ist, ausgebildet. Daher wird das in den Kolben 30 eingeführte Ö1 direkt dem Abschnitt zugeführt, an dem der Kolben 30 und der Stützabschnitt 21 durch die Ölschmierbohrung 32 miteinander in Kontakt stehen, wodurch eine verbesserte Schmierleistung zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Teile erzielt wird.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das hydraulische Scherengetriebe ferner einen Rückschlagventilmechanismus auf, der den Druck des in die Arbeitskammer 11 zugeführten Öls aufrechterhält.
Die oben genannte Ausgestaltung wird mit Bezug auf die 3 und 5 beschrieben. In einem Endabschnitt der Arbeitskammer 11 ist ein Öleinlassabschnitt 12 und in einem mittleren Endabschnitt des Kolbens 30 ist eine Ölzufuhröffnung 31 ausgebildet.
Daher wird das aus dem Öleinlassabschnitt 12 zugeführte Ö1 durch die Ölzufuhröffnung 31 in den Kolben 30 zugeführt und drückt einen Endabschnitt in den Kolben 30, so dass ein Endabschnitt des Kolbens 30 zu einem Endabschnitt der Arbeitskammer 11 bewegt wird.
Darüber hinaus ist im anderen Endabschnitt des Kolbens 30 eine Ölströmungsbohrung 33 und zwischen dem anderen Endabschnitt des Kolbens 30 und dem anderen Endabschnitt der Arbeitskammer 11 ein Ölaufnahmeraum 14 ausgebildet, so dass das in den Kolben 30 eingeführte Ö1 im Ölaufnahmeraum 14 aufgenommen wird.
Darüber hinaus ist der Rückschlagventilmechanismus beweglich im Ölaufnahmeraum 14 vorgesehen, und die Ölströmungsöffnung 33 wird je nach Stellung des Rückschlagventilmechanismus geöffnet oder geschlossen.
Das heißt, der Kolben 30 drückt den auf dem zweiten Zahnrad 20 ausgebildeten Stützabschnitt 21 durch den Druck des in den Kolben 30 eingeleiteten Öls, um dadurch das zweite Zahnrad 20 zu drehen.
Bei einem Verfahren zur Drehung des zweiten Zahnrads 20 wie vorstehend beschrieben, strömt das dem Kolben 30 zugeführte Ö1 in den anderen Endabschnitt des Kolbens 30 und wird durch die Ölströmungsbohrung 33 in den Ölaufnahmeraum 14 eingeführt.
Daher wird die Ölströmungsbohrung 33 gemäß einem Betätigen des Rückschlagventilmechanismus in einem Zustand geschlossen, in dem das Ö1 in den Ölaufnahmeraum 14 eingeführt wird. Da der Kolben 30 die Kraft des Drucks des Stützabschnitts 21 des zweiten Zahnrads 20 durch das in die Ölströmungsbohrung 33 eingeführte Ö1 aufrechterhalten kann, kann eine Getriebespielreduzierung kontinuierlich und stabil aufrechterhalten werden.
Als beispielhafte Ausführungsform des auf die vorliegende Erfindung angewandten Rückschlagventilmechanismus weist der Rückschlagventilmechanismus eine Rückschlagplatte 40 und eine Rückschlagplattenfeder 50 auf.
Eine detaillierte Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die Rückschlagplatte 40 weist einen entlang eines Kantenabschnitts davon ausgebildeten Sitzabschnitt 41 auf und der Sitzabschnitt 41 wird durch den anderen Endabschnitt des Kolbens 30 gestützt.
Darüber hinaus ist die Rückschlagplattenfeder 50, die eine elastische Rückstellkraft auf die Rückschlagfeder 40 ausübt, so vorgesehen, dass die Rückschlagplatte 40 in eine Richtung bewegt wird, die durch den anderen Endabschnitt des Kolbens 30 gestützt wird.
Das heißt, wenn der Kolben 30 die Rückschlagplatte 40 gegen eine Federkraft der Rückschlagplattenfeder 50 durch den Druck des in den Kolben 30 zugeführten Öls drückt, kann das Ö1 in den Ölaufnahmeraum 14 eingeführt werden. Anschließend, wenn das Ö1 aufgenommen und in den Ölaufnahmeraum 14 gefüllt und der Druck des Öls stabilisiert ist, kann die Rückschlagplatte 40 zurückgesetzt und durch die elastische Rückstellkraft der Rückschlagplattenfeder 50 bewegt werden, um die Ölströmungsbohrung 33 zu blockieren.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das hydraulische Scherengetriebe jedoch auch eine Kugelaufnahmenut 43, eine Rückschlagkugel 60 und eine Rückschlagkugelfeder 70 als Komponenten des Rückschlagventilmechanismus aufweisen.
Eine detaillierte Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die Kugelaufnahmenut 43 ist im Mittelabschnitt der Rückschlagplatte 40 ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist ein konkaver Abschnitt der Kugelaufnahmenut 43 vorgesehen, der auf die Ölströmungsbohrung 33 ausgerichtet ist.
Darüber hinaus ist die Rückschlagkugel 60 in der Kugelaufnahmenut 43 angeordnet, und ein Abschnitt einer kugelförmigen Oberfläche der Rückschlagkugel 60 wird durch einen Kantenabschnitt einer Innenfläche der Ölströmungsbohrung 33 zum Öffnen oder Schließen der Ölströmungsbohrung 33 abgestützt.
Darüber hinaus ist die Rückschlagkugelfeder 70, die der Rückschlagkugel 60 eine elastische Rückstellkraft verleiht, so vorgesehen, dass die Rückschlagkugel 60 in eine Richtung bewegt wird, die von der Innenfläche der Ölströmungsbohrung 33 gestützt wird.
Das heißt, wie in einer oberen Abbildung von 8, in einem Zustand, in dem das Umkehrspiel zwischen dem Scherenzahnrad und einem mit dem Scherenzahnrad in Eingriff stehenden Zahnrad vorhanden ist, wenn das Ö1 durch den Öleinlassabschnitt 12 in den Kolben 30 zugeführt wird, wird der Kolben 30 in Richtung des Stützabschnitts 21 bewegt, um den Stützabschnitt 21 zu drücken, das zweite Zahnrad 20 zusammen mit dem Stützabschnitt 21 zu drehen, und gleichzeitig, da das Ö1 im Kolben 30 die Rückschlagkugel 60 gegen eine Federkraft der Rückschlagkugelfeder 70 und eine Federkraft der Rückschlagplattenfeder 50 drückt, wird die Ölströmungsbohrung 33 wie in 5 dargestellt geöffnet.
Daher wird das Ö1 im Ölaufnahmeraum 14 durch die Ölströmungsbohrung 33 aufgenommen, und nachdem der Druck des im Ölaufnahmeraum 14 aufgenommenen Öls im Gleichgewicht gehalten worden ist, wird die Rückschlagkugel 60 zurückgestellt und zusammen mit der Rückschlagplatte 40 durch die elastische Rückstellkraft der Rückschlagplattenfeder 50 und der Rückschlagkugelfeder 70 bewegt, um die Ölströmungsbohrung 33, wie in 6 dargestellt, zu schließen.
Infolgedessen kann im Ölaufnahmeraum 14 ein mit dem Ö1 gefüllter geschlossener Raum ausgebildet werden und ein Zustand, in dem das zweite Zahnrad 20 gedreht wird, kann so aufrechterhalten werden.
Dementsprechend wird, wie in einer unteren Abbildung von 8, das Spiel zwischen dem Scherenzahnrad gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und dem mit dem Scherzrad in Eingriff stehenden Zahnrad durch eine leichte Versetzungsanordnung des ersten Zahnrads 10 und des zweiten Zahnrads 20 entfernt und so ein Auftreten des Zahnradrasselgeräusches verhindert.
Darüber hinaus sind gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beide Endabschnitte der Rückschlagplattenfeder 50 zwischen dem Sitzabschnitt 41 und einer Innenfläche des anderen Endabschnitts der Arbeitskammer 11 abgestützt, und beide Endabschnitte der Rückschlagkugelfeder 70 sind zwischen der Rückschlagkugel 60 und einer Innenfläche der Kugelaufnahmenut 43 abgestützt.
Das heißt, durch das Aufbringen einer Doppelfeder der Rückschlagplattenfeder 50 und der Rückschlagkugelfeder 70 als Komponente, die eine Kraft zum Schließen der Ölströmungsöffnung 33 liefert, da die Luftdichtigkeit des Ölaufnahmeraums 14 stark verbessert ist, kann die Umkehrspielbeseitigung stabiler durchgeführt werden, und auch da eine Querschnittsfläche der Rückschlagkugel 60, welche die Ölströmungsöffnung 33 schließt, klein ist und somit die Reaktionsfähigkeit des Öffnungs- und Schließvorgangs verbessert wird, kann die Umkehrspielbeseitigung schneller ausgeführt werden.
Darüber hinaus kann gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Struktur vorgesehen werden, die es dem in den Kolben 30 eingeführten Ö1 ermöglicht, problemlos in den Ölaufnahmeraum 14 zu strömen.
Bis zum jetzigen Zeitpunkt wird gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den 3 und 5 dargestellt, ein Flansch 34 auf einer Außenfläche des anderen Endabschnitts des Kolbens 30 ausgebildet, der mit der Ölströmungsbohrung 33 verbunden ist, und der auf der Rückschlagplatte 40 ausgebildete Sitzabschnitt 41 wird in engen Kontakt mit dem Flansch 34 gebracht.
Daher werden entlang eines Kantenabschnitts des Sitzabschnitts 41 eine Vielzahl von Öldurchgangsnuten 43 mit einer konkaven Bogenform ausgebildet, so dass das Ö1 durch die Öldurchgangsnuten 42 stabil in den Ölaufnahmeraum 14 eingebracht werden kann.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das aus dem Zylinderkopf zugeführte Ö1 in die Arbeitskammer 11 einströmen.
Bis zum jetzigen Zeitpunkt ist, wie in 8 dargestellt, gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das erste Zahnrad 10 an einer Nockenwelle 80 angebracht und in der Nockenwelle 80 ist ein Wellenölkanal 81 ausgebildet, und das von einem Zylinderkopf zugeführte Ö1 kann dem Wellenölkanal 81 zugeführt werden. Im vorliegenden Fall kann eine Nockenkappe mit einem Abschnitt der Nockenwelle 80 gekoppelt sein, der dem Wellenölkanal 81 entspricht.
Darüber hinaus ist im ersten Zahnrad 10 ein Zahnradölkanal 13 zur Verbindung mit dem Wellenölkanal 81 und der Zahnradölkanal 13 mit dem Innenraum zum Arbeitsraum 11 ausgebildet, so dass das durch den Zahnradkanal 13 strömende Ö1 in den Arbeitsraum 11 zugeführt werden kann.
Das heißt, wenn das vom Zylinderkopf zugeführte Ö1 in den Wellenölkanal 81 eingeführt wird, wird das in den Wellenölkanal 81 eingeführte Ö1 in den im ersten Zahnrad 10 ausgebildeten Zahnradkanal 13 eingeführt und das in den Zahnradkanal 13 eingeführte Ö1 in den im mittleren Endabschnitt der Arbeitskammer 11 ausgebildeten Öleinlassabschnitt 12 eingeführt, wodurch die Zuführung des Öls in die Arbeitskammer 11 ermöglicht wird.
Dementsprechend kann der Stützabschnitt 21 durch Bewegen des Kolbens 30 durch den Druck des dem Kolben 30 zugeführten Öls durch die Arbeitskammer 11 gedrückt werden, so dass das Umkehrspiel zwischen den Verzahnungen des ersten Zahnrads 10 und des zweiten Zahnrads 20 und des anderen damit in Eingriff stehenden Zahnrads durch relatives Drehen des zweiten Zahnrads 20 zusammen mit dem Stützabschnitt 21 in Bezug auf das erste Zahnrad 10 entfernt wird.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein System zur Entfernung von Umkehrspielen zu realisieren, das kontinuierlich und stabil über einen langen Zeitraum eingesetzt werden kann, da eine bestehende Wiederholungsursache für Umkehrspiel durch die Verringerung der Spannung der Scherenfeder und den Verschleiß der Stifte grundsätzlich durch eine relative Drehung des zweiten Zahnrads mit dem Hydraulikverfahren unter Verwendung des Öldrucks anstelle eines bestehenden mechanischen Verfahrens, das das zweiten Zahnrad unter Verwendung der Spannung der Scherenfeder relativ dreht, ausgeschlossen wird.
Zur Erleichterung der Erläuterung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer“, „unterer“, „innerer“, „äußerer“, „ oben“, „ unten“, „oberer“, „unterer“, „ „nach oben“, „nach unten“, „front“, „heck“, „innerhalb“, „außerhalb“, „nach innen“, „nach außen“, „inwärts gerichteten“, „auswärts gerichteten“, „Vorwärts“ und „Rückwärts“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen solcher Merkmale, wie sie in den Figuren dargestellt sind, zu beschreiben. Es wird weiter verstanden, dass sich der Begriff „verbinden“ oder seine Derivate sowohl auf die direkte als auch auf die indirekte Verbindung beziehen.
Die vorstehenden Beschreibungen spezifischer exemplarischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zur Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt. Sie sind nicht dazu bestimmt, vollständig zu sein oder die vorliegende Erfindung auf die genau offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind im Lichte der obigen Lehren viele Änderungen und Variationen möglich. Die exemplarischen Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, damit andere Fachkräfte verschiedene exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herstellen und nutzen können. Es ist vorgesehen, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims

Hydraulische Scherengetriebevorrichtung, aufweisend: ein erstes Zahnrad mit einer darin ausgebildeten Arbeitskammer, wobei Ö1 ausgestaltet ist, in die Arbeitskammer zugeführt zu werden; ein zweites Zahnrad, das koaxial mit dem ersten Zahnrad vorgesehen ist und relativ mit dem ersten Zahnrad drehbar ist; und einen Kolben, der im ersten Zahnrad angebracht ist und ausgestaltet ist, mit dem in die Arbeitskammer zugeführten Ö1 versorgt zu werden, wobei der Kolben in der Arbeitskammer durch den Druck des in die Arbeitskammer zugeführten Öls bewegt wird, um eine Kraft aufzubringen, die das zweite Zahnrad in eine Drehrichtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des ersten Zahnrades treibt, um das zweite Zahnrad zu drehen.
Hydraulische Scherengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Kolben vorgesehen ist, um in eine Richtung senkrecht zu einer radialen Richtung des ersten Zahnrads bewegt zu werden, und wobei ein Stützabschnitt am zweiten Zahnrad in einer radialen Richtung des zweiten Zahnrads ausgebildet ist, und der Stützabschnitt so positioniert ist, dass er einem ersten Endabschnitt des Kolbens zugewandt ist, sodass der Kolben den Stützabschnitt treibt, wenn das Ö1 in die Arbeitskammer zugeführt wird.
Hydraulische Scherengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Kolben so vorgesehen ist, dass er an einer vorbestimmten radialen Position des ersten Zahnrads in Richtung des Stützabschnitts des zweiten Zahnrads vorsteht und dem Stützabschnitt zugewandt ist.
Hydraulische Scherengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Kolben in der Arbeitskammer verschiebbar angeordnet ist, wobei ein erster Endabschnitt der Arbeitskammer geöffnet ist, und wobei eine Führungsnut in einem Endabschnitt des Stützabschnitts ausgebildet ist, der dem ersten Endabschnitt der Arbeitskammer zugewandt ist, so dass der erste Endabschnitt des Kolbens, der in Richtung des ersten Endabschnitts der Arbeitskammer bewegt wird, in die Führungsnut eingesetzt wird.
Hydraulische Scherengetriebevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei im ersten Endabschnitt des Kolbens eine Ölschmierbohrung ausgebildet ist und das in den Kolben eingeführte Ö1 zu einer Stelle zugeführt wird, an welcher der erste Endabschnitt des Kolbens und ein Endabschnitt des Stützabschnitts miteinander durch die Ölschmierbohrung in Kontakt stehen.
Hydraulische Scherengetriebevorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Öleinlassabschnitt in einem vorbestimmten Abschnitt der Arbeitskammer mit einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt ausgebildet ist; wobei das aus dem Öleinlassabschnitt zugeführte Ö1 in den Kolben mit einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt zugeführt wird und den zweiten Endabschnitt des Kolbens so drückt, dass der erste Endabschnitt des Kolbens in Richtung des zweiten Endabschnitts der Arbeitskammer bewegt wird; wobei im zweiten Endabschnitt des Kolbens ein Ölströmungsbohrung ausgebildet ist; wobei ein Ölaufnahmeraum zwischen dem zweiten Endabschnitt des Kolbens und dem zweiten Endabschnitt der Arbeitskammer ausgebildet ist, um das in den Kolben durch die Ölzufuhröffnung eingeführte Ö1 in dem Ölaufnahmeraum aufzunehmen; und wobei ein Rückschlagventilmechanismus in dem Ölaufnahmeraum vorgesehen ist und die Ölströmungsöffnung durch den Rückschlagventilmechanismus geöffnet oder geschlossen wird.
Hydraulische Scherengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Rückschlagventilmechanismus Folgendes aufweist: eine Rückschlagplatte mit einem Sitzabschnitt, der entlang eines Kantenabschnitts der Rückschlagplatte ausgebildet und durch den zweiten Endabschnitt des Kolbens gestützt ist; und eine Rückschlagplattenfeder, die eine elastische Rückstellkraft auf die Rückschlagplatte ausübt, so dass die Rückschlagplatte in einer Richtung, die durch den zweiten Endabschnitt des Kolbens gestützt wird, elastisch vorgespannt ist.
Hydraulische Scherengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 7, ferner aufweisend: eine Kugelaufnahmenut, die in einem mittleren Abschnitt der Rückschlagplatte ausgebildet ist; eine Rückschlagkugel, die in der Kugelaufnahmenut aufgenommen ist und einen Abschnitt einer kugelförmigen Oberfläche aufweist, die von einem Kantenabschnitt einer Innenfläche der Ölströmungsbohrung gestützt ist, um die Ölströmungsbohrung zu öffnen oder zu schließen; und eine Rückschlagkugelfeder, welche die elastische Rückstellkraft für die Rückschlagkugel vorsieht, so dass die Rückschlagkugel elastisch in eine Richtung vorgespannt ist, die von der Innenfläche der Ölströmungsbohrung gestützt wird.
Hydraulische Scherengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei ein erster Endabschnitt und ein zweiter Endabschnitt der Rückschlagplattenfeder zwischen dem Sitzabschnitt und einer Innenfläche des zweiten Endabschnitts der Arbeitskammer gestützt sind; und wobei ein erster Endabschnitt und ein zweiter Endabschnitt der Rückschlagkugelfeder zwischen der Rückschlagkugel und einer Innenfläche der Kugelaufnahmenut gelagert sind.
Hydraulische Scherengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei ein Flansch auf einer Außenfläche des zweiten Endabschnitts des Kolbens ausgebildet ist, der mit der Ölströmungsbohrung verbunden ist; wobei der auf der Rückschlagplatte ausgebildete Sitzabschnitt mit dem Flansch in Kontakt gebracht wird; und wobei eine Öldurchgangsnut entlang eines Kantenabschnitts des Sitzabschnitts ausgebildet ist, so dass das Ö1 durch die Öldurchgangsnut in den Ölaufnahmeraum einströmen kann.
Hydraulische Scherengetriebevorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Zahnrad an einer Nockenwelle angebracht ist; wobei ein Wellenölkanal in der Nockenwelle ausgebildet ist; wobei ein Zahnradölkanal in dem ersten Zahnrad ausgebildet ist, um mit dem Wellenölkanal strömungstechnisch in Verbindung zu stehen; und wobei der Zahnradölkanal strömungstechnisch mit einem Inneren der Arbeitskammer in Verbindung steht, so dass das durch den Zahnradkanal strömende Ö1 in die Arbeitskammer zugeführt wird.