DE19820638A1 - Zahnradanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Zahnräder und insbesondere, aber nicht ausschließlich, die Verringerung von Zahnspiel in Zahnradtrie­ ben.

Wenn der Zahn eines Zahnrades in die Zahnlücke eines anderen Zahnrades eingreift, bietet die Zahnlücke typischerweise mehr Raum als zum Aufnehmen des Zahnes gebraucht wird. Dieses Über­ maß an Raum wird manchmal mit "Luft" oder "Zahnspiel" bezeich­ net. Aufgrund einer Reihe von Faktoren, wie Radialspiel in den Zahnradlagern, Exzentrizität der Zahnradwelle, ungenauer Ach­ senabstand der Zahnräder und Größenschwankung der Zahnräder aufgrund des Fertigungsprozesses, kann das Zahnspiel schwanken.

Das mit dem Zahnspiel verbundene Übermaß an Raum führt gewöhn­ lich dazu, daß die Zähne eines Zahnrades einer erheblichen Stoßbelastung unterliegen. Diese Beanspruchung erzeugt oftmals starke Geräusche und kann zu anderen Problemen eines Zahn­ radtriebes führen. Zum Beispiel kann Zahnspiel den Zahnradver­ schleiß erhöhen. Eine Verringerung des Zahnspiels ist von besonderer Bedeutung für Anwendungen innerhalb eines Verbren­ nungsmotors - besonders für Zahnradtriebe, die bei Dieselmoto­ ren verwendet werden. Die US Patente Nr. 5 450 112, 4 920 828, 4 700 582, 3 523 003 werden hier als Beispiele für die Anwen­ dung von Zahnradtrieben in verschieden Motoren genannt.

Eine präzise spanende Bearbeitung und Montage der Zahnräder ist eine Möglichkeit zur Reduzierung von Zahnspiel. Dieses Vorgehen ist jedoch im allgemeinen teuer und stellt keine Lösung für sich mit der Zeit aufgrund von Verschleiß änderndes Zahnspiel dar. Ein weiterer Ansatz zur Verringerung des Zahnspiels war der Einsatz von einem oder mehreren Scheren-Zahnrädern im Zahnradtrieb. Scheren-Zahnräder haben allgemein Zähne, die sich in ihrer Größe anpassen, um den verfügbaren Raum zwischen Zähnen eines gepaarten Zahnrades einzunehmen. Die US Patente Nr. 5 056 613, 4 747 321, 4 739 670, 3 365 973 und 2 607 238 seien hier als Beispiele für verschiedene Arten von Scheren-Zahnrädern genannt.

Die Anpassung des Zahnspiels mittels eines Scheren-Zahnrad ist oft begrenzt, wenn das Scheren-Zahnrad mit zwei oder mehreren Zahnrädern im Eingriff ist, die ein unterschiedlich großes Spiel aufweisen. Typischerweise gibt das gepaarte Zahnrad mit dem kleinsten Spiel die effektive Zahngröße des Scheren-Zahn­ rades vor; dennoch ist diese Größe im allgemeinen nicht ausreichend, um das größere Spiel des oder der anderen gepaar­ ten Zahnräder aufzunehmen. Eine mögliche Lösung dieses Problems ist die Auswahl gepaarter Zahnräder, welche die Spielunter­ schiede minimieren, doch dieser Vorgang der "Spiel Zuordnung" ist typischerweise teuer und zeitaufwendig. Folglich besteht weiterhin Bedarf an einer Zahnradtrieb-Anordnung, die Spielun­ terschiede mehrerer, mit einem Scheren-Zahnrad in Eingriff stehender Zahnräder ausgleicht.

Eine bestimmte Scheren-Zahnrad Anordnung hat zwei gezahnte Räder, die federnd vorgespannt sind, um sich relativ zueinander um eine gemeinsame Achse zu drehen. Für diese Anordnung werden von jedem Rad gepaarte Zahnradzähne gespreizt, um den verfügba­ ren Raum zwischen den Zähnen eines anliegenden Zahnrades aus zu­ füllen. In manchen Zahnradtrieben reicht die Belastung des Zahnpaares durch das anliegende Zahnrad aus, um jedes Zahnpaar gegen die Vorspannung der Feder auszurichten. Typischerweise ist jedes Glied des ausgerichteten Paares durch eine Bemessung in der gleichen nominalen Dicke dafür ausgelegt, anteilig diese hohe Last zu tragen. Es wurde jedoch herausgefunden, daß zufäl­ lige Abweichungen vom Nominalwert gewöhnlich ausreichen, einen Zahn oder den anderen jedes Paares einen unverhältnismäßig großen Anteil der Last tragen zu lassen, bis er sich genügend verformt hat, um mit dem anderen Zahn zusammenzupassen. Dieser Verformungsprozeß setzt die Zahnradzähne häufig umgekehrt gerichteten Biegebelastungen aus, welche die Zähne schneller verschleißen lassen als Zähne, die undirektionalen Biegebela­ stungen ausgesetzt sind. Eine solche Verformung kann auch größere Zahngrößenunterschiede verursachen und zu schlechterer Leistung und einem lauteren Zahnradtrieb führen. Daher besteht ein Bedarf an einer spielmindernden Zahnradanordnung, die eine hohe Belastung ohne diese Nachteile verträgt.

Es wurde auch festgestellt, daß das Klopfgeräusch schwerer Dieselmotoren, das oft dem Verbrennungsprozeß zugeschrieben wurde, von einem lauten Stoßgeräusch der Zahnradzähne stammt. Typischerweise wird dieses Geräusch durch herkömmliche Anord­ nungen von Scheren-Zahnrädern nicht ausreichend verringert. Somit besteht auch Bedarf an einem Zahnradtrieb, welcher diese Art von Geräusch beseitigt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf spielmindernde Zahnradanordnungen und Zahnradtriebe, die eine oder mehrere spielmindernde Zahnradanordnungen verwenden.

Gemäß einer Form der Erfindung wird ein Zahnradtrieb zusammen­ gebaut, indem ein erstes Zahnrad bereitgestellt wird und ein erster Eingriff zwischen dem ersten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad hergestellt wird. Das zweite Zahnrad ist ein Scheren-Zahn­ rad mit einer durch den ersten Eingriff bestimmten effekti­ ve Zahngröße. Eine Montageposition für ein drittes Zahnrad wird so gewählt, daß ein zweiter Eingriff mit dem zweiten Zahnrad entsteht. Diese Montageposition bestimmt sich in Abhängigkeit der effektiven Zahngröße, um das Zahnspiel des zweiten Ein­ griffs zu kontrollieren.

In einer anderen Form ist ein Motorsystem vorhanden, das einen Zahnradtrieb enthält. Dieses System umfaßt einen Verbrennungs­ motor, mit dem erste, zweite und dritte Zahnräder drehbar verbunden sind. Das erste Zahnrad greift in das erste Zahnrad mit einem ersten Eingriff, und das dritte Zahnrad greift in das zweite Zahnrad mit einem zweiten Eingriff. Das zweite Zahnrad ist ein Scheren-Zahnrad. Dieses System umfaßt auch einen ein­ stellbaren Verstellmechanismus, der einen Verstellbereich der Drehachse des dritten Zahnrades relativ zur Drehachse des zweiten Zahnrades vorsieht, um das Zahnspiel des zweiten Ein­ griffs zu steuern. Ein Vorteil dieser Formen der Erfindung ist, daß der Spielunterschied zwischen zwei Zahnrädern, die mit einem Scheren-Zahnrad kämmen, ausgeglichen werden kann. In einer anderen Form der Erfindung ist eine spielmindernde Zahnradanordnung vorgesehen, die ein erstes Getrieberad, das eine ersten Zahl von auf dem Umfang angeordneten Zähnen, und ein zweites Getrieberad aufweist, das mit einer Federvorspan­ nung in das erste Rad eingreift, um das erste und zweite Rad um ein im wesentlichen gemeinsames Drehzentrum relativ zueinander zu drehen. Das zweite Rad hat eine Zahl auf dem Umfang angeord­ neter Zähne, von denen jeder mit einem zugehörigen des ersten Zähne zusammenpaßt. Jedes Zahnpaar hat eine zusammengesetzte Dicke entsprechend einer Kraft, die gegen die Vorspannung wirkt. Die ersten Zähne haben je eine erste bogenförmige Dicke und die zweiten Zähne haben je eine nominell geringere bogen­ förmige Dicke als die erste bogenförmige Dicke. Im allgemeinen verschiebt dieser Dickenunterschied die Belastung noch mehr als die Vorspannung auf das erste Rad, um die wechselnd gerichteten Biegebelastungen zu reduzieren.

In einer weiteren Form der Erfindung ist eine spielmindernde Zahnradanordnung etwa ein Scheren-Zahnrad mit einem hohen maximalen Vorspannmoment ausgeführt, um das Klopfen von Diesel­ motoren zu beseitigen. Im allgemeinen wird das für die Verrin­ gerung solcher Geräusche erforderliche maximale Vorspannmoment in Abhängigkeit der jeweiligen Motorausführung und der erwarte­ ten Belastung ausgewählt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein maximales Vorspannmoment von wenigstens etwa 135 Newton-Meter (100 foot-pounds) angewendet. In einer bevorzugte­ ren Ausführungsform wird ein maximales Vorspannmoment von wenigstens etwa 270 Newton-Meter verwendet. In einer noch bevorzugteren Ausführungsform wird ein maximales Vorspannmoment von wenigstens etwa 675 Newton-Meter aufgebracht. Obwohl es im Gegensatz zum anerkannten Wissensstand steht, wurde herausge­ funden, daß dieses relativ hohe Vorspannmoment unerwünschte Hammer- oder Klopfgeräusche mancher Dieselmotoren verringert.

In noch einer weiteren Form wird eine spielmindernde Zahnanord­ nung vorgeschlagen, die ein erstes Zahnrad aufweist, auf dessen Umfang eine erste Anzahl von Zähnen und eine zweite Anzahl von Keilnuten angeordnet sind. Diese Anordnung umfaßt auch ein zweites Zahnrad, auf dessen Umfang eine erste Anzahl von Zähnen und eine zweite Anzahl von Keilnuten angeordnet sind. Die ersten und zweiten Keilnuten greifen ineinander um eine im wesentlichen gemeinsame Drehachse und sind bezüglich dieser Achse geneigt, um das erste und zweite Rad relativ zueinander zu drehen. Die ersten und zweiten Zähne sind gepaart, um eine Anzahl zusammengesetzter Zähne zu ergeben, die mit einer Dre­ hung des ersten und zweiten Zahnrades relativ zu einander ihre Größe verändern.

In einer anderen Form hat eine spielmindernde Zahnradanordnung ein erstes Rad mit einer ersten Anzahl von auf dem Umfang angeordneten Zähnen und ein zweites Zahnrad, das mit einer Federvorspannung in das erste Rad eingreift, um das erste und das zweite Rad relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse nachgebend zu drehen. Das zweite Rad legt eine zweite Anzahl von Zähnen fest, von denen jeder mit einem entsprechenden des ersten Rades gepaart ist, um eine Anzahl zusammengesetzter Zähne mit variabler Dicke zur Verringerung des Flankenspiels zu erzeugen. Darüber hinaus ist auch eine Einstellvorrichtung mit einem vom ersten Rad getragenen Gewindeschaft und einem Kopf vorhanden. Der Kopf kann wahlweise relativ zum ersten Rad positioniert werden, um eine einstellbare Lagerung gegenüber dem zweiten Rad entgegen der Vorspannung zu erzeugen und ent­ sprechend die Ausrichtung der ersten und zweiten Zähne zu verändern. Vorzugsweise hat der Kopf eine Stellung, die im wesentlichen den ersten und zweiten Zahn ausrichtet, um den Einbau der Anordnung in einen Zahnradtrieb zu vereinfachen.

Andere Formen der Erfindung verbinden die verschiedenen erfin­ dungsgemäß spielmindernden Zahnradanordnungen in einem Zahn­ radtrieb und verwenden die verschiedenen erfindungsgemäßen Zahnradtriebe mit einem Verbrennungsmotor.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe dieser Erfindung das Zahn­ spiel einer ein Scheren-Zahnrad umfassenden Zahnradtrieb-An­ ordnung zu verringern, indem ein passendes Zahnrad mit dem Scheren-Zahnrad in Eingriff gebracht wird, das eine, durch einen anderen Eingriff bestimmte, effektive Zahngröße hat.

Weiter ist das Verringern der von Zahnradtrieben eines Motors abgegebenen Geräusche ein Gegenstand dieser Erfindung.

Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist eine spielmindern­ de Zahnradanordnung, welche die Geräuschemission von Zahn­ radtrieben verringert.

Ein noch weiterer Gegenstand ist eine spielmindernde Zahnrad­ anordnung, welche die Geräuschemission durch Verwendung eines vergleichsweise hohen Vorspannmomentes verbessert.

Es ist ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung die Lastvertei­ lung zwischen mehreren Zahnrädern einer Scheren-Zahn­ radanordnung zu steuern.

Ein noch weiterer Gegenstand ist eine zuverlässige spielmin­ dernde Zahnradanordnung, die einfach einzubauen ist.

Weitere Gegenstände, Eigenschaften, Vorteile und Gesichtspunkte dieser Erfindung werden aus den Zeichnungen und der Beschrei­ bung ersichtlich.

Mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Verbrennungsmotorsystems einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 und 3 Draufsichten von Bauteilen einer spielmindernden Zahnradanordnung für die Ausführungsform aus Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht der in eine spielmindernde Zahnrad­ anordnung eingebauten Bauteile aus Fig. 2 und 3 in einem nicht ausgerichteten Zustand,

Fig. 5 eine räumliche Darstellung der spielmindernden Zahnradanordnung aus Fig. 4 in einem ausgerichteten Zustand,

Fig. 6 eine Schnittansicht eines nicht angetriebenen Zahnrades und eines einstellbaren Verstellmechanis­ mus entlang der Schnittlinien 6-6 in Fig. 1,

Fig. 7A und 7B schematische Vorderansichten des Systems aus Fig. 1 in verschiedenen Montagestadien,

Fig. 8A bis 8C schematische Vorderansichten, die ausgewählte Ablaufstadien eines Teils des Systems von Fig. 1 darstellen,

Fig. 9 ein Diagramm, das verschiedene Beziehungen der in den Fig. 8A-8C gezeigten Ablaufstadien veran­ schaulicht,

Fig. 10 eine räumliche Explosionsdarstellung einer spielmindernden Zahnradanordnung gemäß einer alter­ nativen Ausführungsform dieser Erfindung,

Fig. 11A eine Draufsicht der spielmindernden Zahnradanord­ nung aus Fig. 10 im nicht ausgerichteten Zustand,

Fig. 11B eine Seitenansicht der spielmindernden Zahnrad­ anordnung aus Fig. 11A,

Fig. 12A eine Draufsicht der spielmindernden Zahnradanord­ nung aus Fig. 10 im ausgerichteten Zustand,

Fig. 12B eine Seitenansicht der spielmindernden Zahnrad­ anordnung aus Fig. 12A.

Fig. 1 zeigt ein Verbrennungsmotorsystem 20 gemäß der Erfin­ dung. Das System 20 umfaßt einen Motorblock 22 mit einer ge­ strichelt wiedergegebenen Kurbelwelle 24. Das Motorsystem 20 umfaßt des weiteren eine mit dem Block 22 verbundene Kopfanord­ nung 30. Die Kopfanordnung 30 enthält je eine angedeutet ge­ zeichnete Einspritzdüsennockenwelle 32 und eine Ventilnockenwelle. In einer Ausführungsform sind der Block 22 und die Kopfanordnung 30 als großer, 6-Zylinder Reihen-Nutz­ dieselmotor ausgeführt. Die Erfindung kann jedoch auch für andere Arten von Motoren verwendet werden.

Das System 20 umfaßt einen Synchronisierzahnradtrieb 40 der ein mit der Kurbelwelle 24 verbundenes Treibrad 42 einschließt.

Die Kurbelwelle 24 und das Treibrad 42 haben ihren Drehmittel­ punkt am mit 44 bezeichneten Schnittpunkt der Kreuzlinien. In den Figuren, auf die hier Bezug genommen wird, werden Drehmit­ telpunkte mit einem die Drehachse anzeigenden gestrichelten Linienstück dargestellt, wenn die Drehachse nicht senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft, und mit Kreuzlinien, wenn die Dreh­ achse senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft. Das Zahnrad 42 dreht sich mit der Kurbelwelle 24 während des Betriebs des Motorsystems 20 um das Drehzentrum 44, um die restlichen Zahn­ räder des Zahnradtriebs 40 anzutreiben.

Das Zahnrad 42 hat Zähne 46, die einen Eingriff 48 mit dem unteren nicht treibenden spielmindernden Zahnrad 50 bilden. Das Zahnrad 50 dreht sich um die Welle 53 mit dem Drehmittelpunkt 54. Die Welle 53 ist am Block 22 mit Befestigungsmitteln 55 befestigt. Ein Lager 56 stellt eine drehbare Lagerbeziehung zwischen der spielmindernden Zahnradanordnung 58 aus Zahnrad 50 und Welle 53 her.

Die Fig. 2-5 stellen weitere Details des Aufbaus und der Funktion der spielmindernden Zahnradanordnung 58 des Zahnrades 50 dar. Unter Bezug auf Fig. 2 werden verschiedene Details des Zahnrades 60 vor dem Einbau in die Zahnradanordnung 58 gezeigt.

Das Zahnrad 60 umfaßt eine Nabe 63. Ein Steg 64 legt sieben, in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Öffnungen 65 fest. Darüber hinaus legt der Steg 64 für jede Öffnung 65 einen fingerförmigen Rand 65a an einem Ende fest, dem ein Rand 65b an einem anderen Ende gegenüberliegt. Die Öffnung 65 und die Ränder 65a, 65b sind im wesentlichen gleichmäßig über den Umfang eines gedachten Kreises um den Mittelpunkt 54 verteilt. Das Getrieberad 60 hat eine Anzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Zahnradzähne 66, die durch einen Radkranz 67 festgelegt sind. Der Radkranz 67 ist durch den Steg 64 einstückig mit der Nabe 63 verbunden. Die benachbarten Glieder der Zahnradzähne 66 sind im wesentlichen gleichmäßig von einander durch Zahnlücken 66 getrennt. Der Deutlichkeit halber sind von den Zähnen 66 und den Zahnlücken 68 nur einige bezeichnet. Jedes Glied der Zahnradzähne 66 hat im wesentlichen die gleiche Größe und Form wie die anderen. In gleicher Weise hat jede Zahnlücke 68 im wesentlichen die gleiche Größe und Form.

Unter Bezug auf Fig. 3 ist ein Zahnrad 70 der spielmindernden Zahnradanordnung 58 veranschaulicht. Das Zahnrad 70 umfaßt eine Nabe 73, die über das Lager 56 eine drehbare Beziehung mit der Welle 53 herstellt (siehe Fig. 1). Die Nabe 63 des Zahnrades 60 ist im Eingriff mit der Nabe 73. Die Verbindung zwischen den Naben 63 und 70 läßt eine Drehung der Zahnräder 60 und 70 relativ zueinander zu. Das Zahnrad 70 umfaßt auch einen Steg 74. Streifen 74a ragen vom Steg 74 im wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 3 hervor und sind mit einer Seite zur Ausbildung entsprechender Vertiefungen 75 am Radkranz 77 befe­ stigt. Mindestens durch einen Streifen 74a ist eine Gewindeboh­ rung 79 ausgebildet. Die Bohrung 79 hat eine zur Zeichenebene der Fig. 3 im wesentlichen parallele Längsachse. Der Steg 74 bestimmt auch Löcher 75a zur Gewichtsreduzierung, jeweils eines für eine Vertiefung 75. Die Streifen 74a und die Vertiefungen 75 sind im wesentlichen gleichmäßig auf dem Umfang eines ge­ dachten Kreises verteilt um den Mittelpunkt 54 angeordnet.

Das Rad 70 umfaßt eine, durch den Radkranz 77 ausgebildete Anzahl von Zahnradzähnen 76. Der Radkranz 77 ist durch den Steg 74 einstückig mit der Nabe 73 verbunden. Benachbarte Glieder der Zahnradzähne 76 sind im wesentlichen gleichmäßig voneinan­ der durch Zahnlücken 78 getrennt. Der Deutlichkeit halber sind nur wenige der Zähne 76 und Zahnlücken 78 bezeichnet. Jeder der Zahnradzähne 76 hat im wesentlichen die gleiche Größe und Form wie die anderen. In gleicher Weise hat im wesentlichen jede Zahnlücke 78 im wesentlichen die gleiche Größe und Form. Vor­ zugsweise ist die Anzahl der Zähne 76 des Rades 70 gleich der Anzahl der Zähne 66 des Rades 60.

Fig. 4 erklärt die spielmindernde Zahnradanordnung 58 in nicht ausgerichteter Form, wie sie sich gewöhnlich vor dem Vorberei­ ten zum Einbau in den Zahnradtrieb 40 darstellt. In dieser Zusammenstellung greifen die Räder 60 und 70 locker ineinander ein, so daß jede Öffnung 65 des Rades 60 im wesentlichen über einer entsprechenden Vertiefung 75 des Rades 70 liegt, um eine Anzahl von Taschen 80 festzulegen. Es ist eine Anzahl von Schraubenfedern 81 vorgesehen, die je ein Ende 82 und ein gegenüberliegendes Ende 84 haben. Jede Feder 81 ist in einer zugehörigen Tasche der Taschen 80 angeordnet, wobei das Ende 82 mit einem zugehörigen Streifen 74a in Eingriff ist, und das Ende 84 mit einem zugehörigen Rand 65a ausgerichtet ist. Die Enden 84 sind in dieser Zusammenstellung jedoch nicht typi­ scherweise mit den Rändern 65a in Eingriff.

Die Anordnung 58 umfaßt auch einen Einstellbolzen 90, der einen mit einem Gewindeschaft 92 und einen gegenüberliegenden Kopf 94 hat. Der Schaft 92 ist in Fig. 4 vollständig eingeschraubt in die Bohrung 79 gezeigt, wobei der Kopf 94 im Kontakt mit dem zugehörigen Streifen 74a steht. Gemäß üblicher Übereinkunft, sind die Zähne 66 und 76 in einer "nicht ausgerichteten" Posi­ tion, derart daß die Zähne 66 die Zahnlücken 78 zwischen den Zähnen 76 überlappen, und die Zähne 76 die Zahnlücken 68 zwi­ schen den Zähnen 66 überlappen. Die Nabe 73 des Rades 70 bildet eine drehbare Lagerbeziehung mit der Nabe 63 des Rades 60, so daß die Räder 60 und 70 sich relativ zueinander drehen können.

Der Kopf 94 bestimmt eine Kontaktfläche 95 zum Anliegen gegen den Rand 65b des Rades 60, wenn das Rad 60 relativ zum Rad 70 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Wenn das Rad 60 relativ zum Rad 70 im Uhrzeigersinn gedreht wird, sind die Federenden 84 schließlich in Eingriff mit den zugehörigen Rändern 65a. Vorzugsweise hat jeder Rand 65a einen Finger, der in die Spira­ le jeder Feder 81 hineinpaßt, um ein richtiges Ausrichten mit dem Rad 60 zu vereinfachen. Wenn sie mit ausreichender Kraft im Uhrzeigersinn gedreht werden, werden die Federn 81, wie in Fig. 5 veranschaulicht zwischen den zugehörigen Rändern 65a und Streifen 74a zusammengedrückt.

Fig. 5 gibt eine "ausgerichtete" Position der Zahnräder 60 und 70 wieder, was eine Zusammenstellung für den Einbau in den Zahnradtrieb 40 widerspiegelt. Aufeinander ausgerichtet sind die Zähne 76 und 66, wie in Fig. 5 dargestellt, ungefähr auf­ einander zentriert. Die Federn 81 befinden sich zwischen den Rändern 65a und den Streifen 74a in einem stark zusammen ge­ drückten Zustand und stellen eine entsprechend hohe Federkraft zur Verfügung. Die Einstellung der Anordnung 58 von der Zusam­ menstellung aus Fig. 4 in die Zusammenstellung aus Fig. 5 erfolgt durch Herausschrauben des Bolzens 90, so daß sich der Kopf 94 von der Bohrung 79 entlang der Schaftachse S entfernt. Solange dieses Herausschrauben anhält, liegt die Oberfläche 95 an dem benachbarten Rand 65b an und die Federn 81 sind zwischen den benachbarten, ausgerichteten Streifen 74a und Rändern 65a zusammengedrückt.

Das Herausdrehen des Bolzens 90 spreizt den zugehörigen Strei­ fen 74a und den Rand 65b ab, um die Räder 60 und 70 relativ zueinander zu drehen und die Zähne 66 und 76 an einander vorbei zu verschieben. Ein gegebener Zahn 66 des Rades 60 kann in und aus der Überdeckung mit mehreren Zähnen 76 wandern, bevor aus der nicht vorgespannten Form der Fig. 4 die stark vorgespannte Form der Fig. 5 erreicht wird.

Fig. 5 gibt auch eine Fläche 66a jedes Zahnes 66 des Rades 60 wieder, von denen einige dargestellt sind. Jeder Zahn 76 des Rades 70 hat in gleicher Weise eine Fläche 76a, von denen einige dargestellt sind. Eine Breite W60 entspricht der Breite einer typischen Fläche 66a. In gleicher Weise entspricht eine Breite W70 der Breite einer typischen Fläche 76a. Vorzugsweise ist die Breite W60 kleiner als die Breite W70. Noch bevorzugter ist die Breite W70 mindestens 50% größer ist als die Breite W60. Am meisten bevorzugt ist die Breite W70 mindestens etwa zweimal so groß ist wie die Breite W60.

Unter gemeinsamen Bezug auf die Fig. 4 und 5 wird eine spielmindernde Zahnradanordnung 58 hergestellt durch das Rad 70 und Anbringen einer der Federn 81 ausgerichtet mit der Bohrung 79. Der Bolzen 90 wird in die Bohrung 79 geschraubt, so daß der Kopf 94 den zugehörigen Streifen 74a berührt. Die verbleibenden Federn 81 sind in den Vertiefungen 75 des Rades 70 angeordnet. Das Rad 60 ist über dem Rad 70 angeordnet, um zugehörige Ta­ schen 80 zu bilden, die im wesentlichen gleichmäßig auf einem gedachten Kreis 86 (in Fig. 4 gestrichelt) verteilt sind. Die Enden 84 der zugehörigen Federn 81 sind mit den Rändern 65a ausgerichtet.

Vor dem Montieren der Anordnung 58 auf die Welle 53, sollen die Zähne 66 und 76 vorzugsweise ausgerichtet sein. Um diese Aus­ richtung zu erreichen, wird der Bolzen 90 teilweise aus der Bohrung 79 heraus gedreht, so daß der Kopf 94 den benachbarten Rand 65b des Rades 60 berührt und die Feder 81 entsprechend zusammendrückt. Infolge dessen bewegen sich die Zähne 66 und 76 aneinander vorbei. Das Herausdrehen des Bolzens 90 führt diese Bewegung fort, bis die ausgerichtete Position der Fig. 5 im wesentlichen erreicht ist. Als ein Ergebnis ist das Rad 60, wie in Fig. 5 gezeigt, vom Rad 70 entlang der Schaftachse S um den Abstand D entfernt. Es sei bemerkt, daß ein Teil des Schaftes 92 des Bolzens 90 in der Bohrung 79 sowohl in der nicht ausge­ richteten Position von Fig. 4, als auch in der ausgerichteten Position von Fig. 5 eingeschraubt bleibt. Bei anderen Ausfüh­ rungsformen können mehr als einer oder alle Streifen 74a eine Bohrung 79 für das Ineinandergreifen mit einem Bolzen 90 ent­ halten. In gleicher Weise können mehrere Bolzen 90 bei Ausfüh­ rungsformen mit mehreren Bohrungen 79 eingesetzt werden.

Wenn die Zähne 66 und 76 einmal in der Form gemäß Fig. 5 sind, wird die Anordnung 58 mittels des Lagers 56 auf der Welle 53 befestigt. So befestigt bilden die Zähne 66, 76 einen Eingriff 48 mit den Zähnen 46 des Treibrades 42. Der Eingriff 48 hat jedoch typischerweise ein erhebliche Menge Spiel, wenn die Zähne 66, 76 zwangsweise durch das Herausstehen des Bolzens 90 ausgerichtet sind. Um dieses Spiel mit dem Zahnrad 50 aufzuneh­ men, wird den Rädern 60 und 70 vorzugsweise ermöglicht, sich relativ zueinander unter dem Einfluß der Vorspannung der zusam­ mengedrückten Federn 81 zu drehen. Diese Drehung wird durch ein Einschrauben des Bolzens 90 zurück in die Bohrung 79 ermög­ licht, nachdem die Anordnung 58 in Eingriff 48 mit dem Treibrad 42 steht. Als ein Ergebnis verschiebt die Federvorspannung die Zähne 66 und 76 gegeneinander, um im wesentlichen den ganzen Raum zwischen benachbarten Zähnen 46, die am Eingriff 48 betei­ ligt sind, einzunehmen. Es sei bemerkt, daß der Eingriff 48 es den Zähnen 66, 76 nicht ermöglicht in die unbelastete Position gemäß Fig. 4 zurückzukehren.

Jedes Paar der anfänglich ausgerichteten Zähne 66, 76 funktio­ niert zusammen wie ein zusammengesetzter Zahn mit einer varia­ blen effektiven Größe oder "Dicke", die vom Raum zwischen den in Eingriff stehenden Zähnen 46 abhängt. Durch Verändern der Dicke können diese zusammengesetzten Zähne das Zahnspiel im Eingriff 48 reduzieren oder sogar wirkungsvoll beseitigen. Um den Einbau der Anordnung 58 abzuschließen, sollte der Bolzen 90 festgezogen werden, so daß der Kopf 94 gegen den zugehörigen Streifen 74a anliegt. Der Bolzen 90 wird bevorzugt während des gesamten Einstellvorganges und der Verwendung der Anordnung 58 als Teil des Rades 50 vom Rad 70 getragen.

Vorzugsweise werden die Räder 60 und 70 aus einem metallischen Material, das für eine lange Verwendung in einem Synchronisier­ zahnradtrieb eines Dieselmotors geeignet ist, spanend herge­ stellt. Es wird auch bevorzugt, daß der Bolzen 90 und die Federn 81 aus verträglichen Materialien ausgewählt sind, die für eine lange Verwendung in einer Dieselmotorumgebung geeignet sind. Nichtsdestoweniger können in anderen Ausführungsformen andere Materialien verwendet werden, wie sie einem Fachmann auf diesem Gebiet geeignet erscheinen.

Obwohl das Zahnrad 50 in Fig. 1 als ein nicht treibendes Zahn­ rad veranschaulicht ist, kann es in anderen Fällen als ein Treibrad, ein angetriebenes Rad, oder anders angepaßt oder verändert ausgeführt sein, wie es einem Fachmann auf diesem Gebiet geeignet erscheint. In all diesen Formen kann das Zahn­ rad 50 als neue Art eines "Scheren-Zahnrades" betrachtet wer­ den.

Bezugnehmend wieder auf Fig. 1 ist das Zahnrad 50 Teil des Zahnradtriebes 40 und steht mit einem nicht treibenden Zahnrad 100 in einem Eingriff 96. Das nicht treibende Zahnrad 100 dreht sich um den Drehmittelpunkt 104 und hat auf dem Umfang verteil­ te Zähne 106, die durch Lücken 108 getrennt sind, um den Ein­ griff 96 mit dem Zahnrad 50 zu bilden.

Unter zusätzlichem Bezug auf Fig. 6 sind weitere Details des nicht treibenden Zahnrades 100 angegeben. Das nicht treibende Rad 100 umfaßt einen Radkranz 107, der Zähne 106 bestimmt und einstückig mit einem Steg 114 verbunden ist. Der Steg 114 bestimmt Löcher 116 zur Gewichtsreduzierung. Der Steg 114 ist auch einstückig mit einer Nabe 118 verbunden, die, wie in der Querschnittsansicht der Fig. 6 gezeigt ist, entlang der der Mitte 104 entsprechenden, rotierenden Achse eine etwas geringe­ re Dicke hat als der Radkranz 107. Eine zylindrische Buchse 119 stellt eine drehbare Lageroberfläche zwischen einer Welle 103 und der Nabe 118 bereit. Die Welle 103 bestimmt vier Durchgänge 105 zum Befestigen des nicht getriebenen Zahnrades 100 an dem Block 22.

Das Anbringen des nicht getriebenen Zahnrades 100 erfolgt durch einen einstellbaren Positioniermechanismus 120. Der Mechanismus 120 umfaßt eine Befestigungsplatte 130, die zwischen der Welle 103 des nicht getriebenen Zahnrades 100 und dem Block 22 ange­ ordnet ist. Es sei bemerkt, daß die Platte 130 einen lichten Abstand zur Nabe 118 des nicht getriebenen Zahnrades 100 derart aufweist, daß das nicht getriebene Zahnrad 100 sich frei um die Welle 103 drehen kann.

Das nicht getriebene Zahnrad 100 und die Befestigungsplatte 130 sind zwischen dem Block 22 und einer Rückhalteplatte 140 ange­ ordnet. Die Rückhalteplatte 140 umfaßt Befestigungslöcher 145, die im allgemeinen mit den Befestigungsdurchgängen 105 der Welle 103, mit Befestigungsdurchgängen 135 der Platte 130 und mit Gewindebohrungen 25 des Blocks 22 ausgerichtet sind. Es sei bemerkt, daß die Durchgänge 105 eine größere Abmessung in einer zur Drehachse des Zahnrades 100 senkrechten Achse haben als die Durchgänge 135, die Löcher 145 und die Bohrungen 25. Das nicht getriebene Zahnrad 100 ist zwischen den Platten 130 und 140 durch Einfügen von Schraubenhaltern 150 mit Kappe durch die Löcher 145, die Durchgänge 105 und die Durchgänge 135, und durch Einschrauben der Enden der Gewindeschäfte 152 in die Bohrungen 25 gesichert. Die Halter 150 haben jeder einen Kopf 154, der dem Gewindeschaft 152 gegenüber liegt. Der Kopf 154 ist so groß, daß er die Rückhalteplatte 140 berührt, wenn die Schäfte 152 vollständig in die Bohrungen 25 eingeschraubt sind, um die Platte 140 gegen die Welle 153 zu klemmen und die Welle 153 gegen die Platte 130 zu klemmen.

Der Mechanismus 120 positioniert im Betrieb das nicht getriebe­ ne Zahnrad 100 relativ zu einem ebenen Bereich, der vorzugswei­ se parallel mit der Zeichnungsebene der Fig. 1 und senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 6 liegt. In diesem Bereich kann das Zahnrad 100 mit 2 Grad Toleranz positioniert sein, wie es in Fig. 1 durch die Richtungspfeile X und Y symbolisiert ist.

Um das nicht getriebene Zahnrad 100 anzubringen, wird die Befestigungsplatte 130 zunächst mit gewöhnlichen Haltern (nicht gezeigt) an dem Block 22 befestigt, so daß die Durchgänge 135 mit den Bohrungen 25 ausgerichtet sind. Wenn die Platte 130 an dem Block 22 befestigt ist, wird das nicht getriebene Zahnrad 100 auf der Platte 130 so angeordnet, daß die Durchgänge 105 sich mit den Durchgängen 135 überlappen. Dann wird die Platte 140 über der Welle 103 plaziert, um die Löcher 145 über den entsprechenden Durchgängen 105 und 135 und den Bohrungen 25 anzuordnen. Die Halter 150 werden dann jeder durch ein ausge­ richtetes Loch 145, einen Durchgang 105 und einen Durchgang 135 plaziert und lose in die entsprechende Bohrung 25 einge­ schraubt. Vorzugsweise sind die Halter 150 am Anfang in die Bohrungen 25 weit genug eingeschraubt, um die Platte 140 zu berühren und das nicht getriebene Zahnrad 100 nachgebend in Position zu halten. In diesem Zustand kann die Position des nicht getriebenen Zahnrades 100 relativ zum, durch die Rich­ tungspfeile X und Y symbolisierten, ebenen Bereich innerhalb der, durch den lichten Abstand der Halter 150 in den Durchgän­ gen 105 vorgegebenen, Entfernung gewählt werden. Wenn eine X-Y-Position einmal gewählt worden ist, werden die Halter 150 festgezogen, um das nicht angetriebene Zahnrad 100 und den Mechanismus 120 zu befestigen.

Zähne 106 des nicht angetriebenen Zahnrades 100 bilden einen Eingriff 196 mit dem spielmindernden Zahnrad 200. Das Zahnrad 200 ist an der Einspritzdüsennockenwelle 32 der Kopfanordnung 30 befestigt und kann sich um die Drehachse 204 drehen. Das Zahnrad 200 ist vorzugsweise wie das Zahnrad 50 gestaltet, mit zusammengesetzten Zahnradzahnpaaren, die mit den Bezugszeichen 266 dargestellt sind. Weiterhin sind die Federn 281 des Zahnra­ des 200 gezeigt, die in gleicher Weise wie die Federn 81 des Zahnrades 50 gestaltet sind, obwohl es weniger sind (drei sind gezeigt). Es ist ferner ein Einstellbolzen 290 gezeigt, der zu Einbauzwecken in gleicher Weise wie der Bolzen 90 des Zahnrades 50 funktionieren kann. Das Zahnrad 50, das Zahnrad, 200 oder beide können Bellville-Ringe verwenden, um eine Federvorspan­ nung entweder mit oder ohne Schraubenfedern zu erzeugen.

Das Zahnrad 200 bildet mit einem gepaarten Zahnrad 300 einen Eingriff 296. Das gepaarte Zahnrad 300 ist mit der Ventil­ nockenwelle 34 verbunden und dreht sich um den Drehmittelpunkt 304. Das Zahnrad 300 bestimmt Zähne 306, die mit den Zahnpaaren 266 des Zahnrades 200 zusammenwirken, um den Eingriff 296 zu bilden.

Im Betrieb dreht sich das Zahnrad 42 mit der Kurbelwelle 24, um das Zahnrad 50 zu drehen. Infolge dessen dreht das Zahnrad 50 über den Eingriff 96 das nicht angetriebene Zahnrad 100. Das nicht angetriebene Zahnrad 100 treibt über den Eingriff 196 das Zahnrad 200 und regelt durch Drehen der Einspritzdüsennocken­ welle 32 die Synchronisation der Einspritzdüsen (nicht gezeigt) des Motorsystems 20. Weiterhin treibt das Zahnrad 200 über den Eingriff 296 das gepaarte Zahnrad 300 und dreht die Ventilnocken­ welle 34, um so die Motorventile (nicht gezeigt) der Kopfanordnung 30 zu synchronisieren. Somit dreht der Zahn­ radtrieb 40 die Nockenwellen 32 und 34 der Kopfanordnung 30 aufgrund der Drehung der Kurbelwelle 24, um das Motorsystem 20 zu synchronisieren.

Bei anderen Ausführungsformen können eine unterschiedliche Zahl und andere Anordnungen von Zahnrädern in dem Zahnradtrieb 40 verwendet werden, wie sie einem Fachmann auf diesem Gebiet geeignet erscheinen. In einer alternativen Ausführungsform kann ein gewöhnliches Scheren-Zahnrad anstelle des Zahnrades 50, des Zahnrades 200, oder beider verwendet werden. In noch anderen Ausführungsformen kann ein nicht angetriebenes Zahnrad mit einem einstellbaren Positioniermechanismus nicht erforderlich sein.

In einer Ausführungsform des Zahnradtriebes 40 ist die Anzahl der Zähne 46 für des Zahnrad 42 etwa 48; die Anzahl der Zähne 66, 76 für die Zahnräder 60, 70 etwa 70; die Anzahl der Zähne 106 des einstellbaren nicht getriebenen Zahnrades 100 ist etwa 64; die Anzahl der zusammengesetzten Zähne 266 des Zahnrades 200 ist etwa 76, und die Anzahl der Zähne 306 des Zahnrades 300 ist etwa 76. Weiterhin sind die Zahnräder 42, 50, 100, 200, 300 in dieser Form Stirnräder und aus metallischem Material herge­ stellt, das für einen langen Gebrauch mit Verbrennungsmotoren geeignet ist, und haben im allgemeinen parallele Drehachsen, welche die Zeichenebene der Fig. 1 senkrecht kreuzen.

Nach der Beschreibung ausgewählter struktureller und funktio­ neller Eigenschaften des Systems 20 werden nachfolgend einige Aspekte der Montage des Systems 20 in Verbindung mit den sche­ matischen Zeichnungen 7A und 7B beschrieben, wobei die Bezugs­ zeichen schematisch die Strukturen darstellen, die in den Fig. 1-6 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind; die Zahnradeingriffe wurden jedoch vergrößert dargestellt, um ausgewählte Eigenschaften dieser Erfindung herauszustellen. In diesem Stadium ist das Treibzahnrad 42 zuvor befestigt worden und dreht sich um die Mitte 44 in Richtung des Pfeils R1. In gleicher Weise wurde das kämmende Zahnrad 300 befestigt und dreht sich um die Mitte 304 in Richtung des Pfeils R5.

Nach der Anbringung der Zahnräder 42 und 300 werden die Zahnrä­ der 50 und 200 montiert, um einen Eingriff 48 zwischen den Zahnrädern 42 und 50 und einen Eingriff 296 zwischen den Zahn­ rädern 200 und 300 zu bilden. Die Bildung der Eingriffe 48, 296 hängt von der effektiven zusammengesetzten Zahngröße der ent­ sprechenden Paare der Zähne der Zahnräder 50 beziehungsweise 200 ab, wenn sie die Zahnlücken zwischen den Zähnen 46 bzw. 306 der Zahnräder 42 bzw. 300 einnehmen. Für das Zahnrad 50 sind die Zähne 76 des Rades 70 mit Strichlinien dargestellt; und die Zähne 66 des Rades 60 sind mit Vollinien dargestellt. Die effektive bogenförmige Zahnstärke T50 eines zusammengesetzten Zahnpaares des Zahnrades 50 ist ebenfalls gezeigt. Diese zusam­ mengesetzte Zahnstärke wird entlang des Rollkreises des Zahnra­ des 50 für den Eingriff 48 ermittelt. Es sei bemerkt, daß die Dicke T50 durch die sich paarende Zahnlücke der Zähne 46 des Zahnrades 42 bestimmt wird, wenn das nicht getriebene Zahnrad 100 nicht vorhanden ist.

Für den Eingriff 296 bildet das Zahnrad 200 zusammengesetzte Zahnpaare 266. Jedes Zahnpaar 266 hat zur Verdeutlichung ein Glied, das durch eine Strichlinie dargestellt ist, und ein Glied, das durch eine Vollinie dargestellt ist. Die effektive bogenförmige Zahnstärke eines zusammengesetzten Zahnpaares 266 ist als bogenförmige Dicke T200 in Bezug auf einen Rollkreis des Zahnrades 200 gezeigt.

Pfeile R4, R5 zeigen die Drehrichtung an, in welche die Zahnrä­ der 200 bzw. 300 getrieben werden. Ebenfalls sind die Befesti­ gungsbohrungen 25 des Motorblockes 22 dargestellt.

Nach dem Festlegen der bogenförmigen Dicke T50 und T200 wird das nicht angetriebene Zahnrad 100 eingebaut und bildet, wie in Fig. 7B dargestellt, mit dem Zahnrad 50 den Eingriff 96 und mit dem Zahnrad 200 den Eingriff 196. Die Zahnstärken T50 und T200 sind typischerweise verschieden entsprechend einem Unterschied in dem Maß des Zahnspiels in den Eingriffen 48 und 296. Durch die Verwendung des Mechanismus 120 zum Einstellen der X-Y-Po­ sition des Drehmittelpunktes 104 relativ zu den festgelegten Drehmittelpunkten 54 und 204 kann das nicht getriebene Zahnrad 100 so angeordnet werden, daß es trotz eines Spielunterschiedes optimal mit den vorbestimmten Zahngrößen der Zahnräder 50 und 200 eingreifen kann. Die Halter 150 des Mechanismus 120 sind in der Fig. 7B veranschaulicht.

Die verstellbare Positionseinstellung des nicht angetriebenen Zahnrades 100 relativ zu den anderen Zahnrädern führt zu einer deutlichen Kontrolle des Maßes an Spiel in den Eingriffen 96 und 196. Wenn der Unterschied des Zahnspiels aufgrund verschie­ dener Breiten T50 und T200 innerhalb bestimmter Grenzen liegt, kann das Zahnspiel durch richtige Anordnung des nicht getriebe­ nen Zahnrades 100 längs eines ebenen Bereiches senkrecht zu den Drehachsen der kämmenden Zahnräder vermindert oder sogar ganz beseitigt werden.

Es sei bemerkt, daß obwohl die bevorzugte Ausführungsform zwei Eingriffe 96, 196 mit dem nicht angetriebenen Zahnrad 100 zeigt, auch in anderen Ausführungsformen diese Art der Montage angewendet werden kann, um das Zahnspiel einer anderen Anzahl von kämmenden Zahnrädern zu steuern. Zum Beispiel kommt diese Montagetechnik in Zahnradtrieben zu Anwendung, die nur drei ähnlich wie die Zahnräder 42, 50 und 100 angeordnete Zahnräder haben.

Mit Bezug auf die Fig. 8A-8C sind ausgewählte Stadien des Betriebes der Zahnräder 42, 50 und 100 schematisch mit Bezugs­ zeichen dargestellt, die gleiche Strukturen bezeichnen wie in den Fig. 1-6; allerdings sind in diesen Zeichnungen weniger und größere Zähne schematisch veranschaulicht, um verschiedene Eigenschaften herauszustellen. Bezugnehmend auf die Fig. 8A befinden sich die Zahnräder 42, 50, 100 in einer statischen (bewegungslosen) Position relativ zueinander. Bezugnehmend auf den Eingriff 48 sind gedachte Rollkreise C1, C2, C3 der jewei­ ligen Zahnräder 42, 50, 100 mit Strichlinien dargestellt. Die bogenförmige Dicke T50a eines Paares der Zahnradzähne 76, 66 des Zahnrades 50 ist als Bogen entlang des begleitenden Roll­ kreises C2 gezeigt. Die Pfeile DF1 stellen die gegen die Vor­ spannung des Zahnrades 50 wirkenden Kräfte unter den in Fig. 8A dargestellten statischen Bedingungen dar. Die statischen Gegen­ kräfte des Zahnrades 100 sind durch die Pfeile RF1 wiedergege­ ben. Ebenfalls gezeigt ist die bogenförmige Dicke T60 eines ausgewählten Zahnes 66, und die bogenförmige Dicke T70 eines ausgewählten Zahnes 76. Bevorzugt ist die bogenförmige Dicke T60 nominell geringer als die bogenförmige Dicke T70 eines jeden der Zähne 60, 70. In einer bevorzugten Ausführungsform ist T60 mindestens etwa fünf Tausendstel (0,005) eines Zentime­ ters kleiner als T70. Bevorzugter beträgt dieser Unterschied mindestens etwa 10 Tausendstel (0,010) eines Zentimeters. Am meisten bevorzugt wird ein Bereich zwischen fünf bis fünfzehn Tausendstel (0,005-0,015) eines Zentimeters.

In Fig. 8B dreht sich das Zahnrad 42 in die Richtung, die durch einen Pfeil R1 angezeigt ist, und liefert eine resultierende Antriebskraft, die durch einen Pfeil DF2 dargestellt ist. Infolge dessen dreht sich das Zahnrad 50 in die durch einen Pfeil R2 angegebene Richtung und das Zahnrad 100 dreht sich in die durch einen Pfeil R3 angegebene Richtung. Die resultierende Gegenkraft des Zahnrades 100 ist mit einem Pfeil RF2 darge­ stellt. Die resultierenden Kräfte DF2 und RF2 sind ausreichend groß, um die Federvorspannung teilweise zu überkommen und ein Zusammendrücken der Federn 81 des Zahnrades 50 zu bewirken. Als Folge nimmt die bogenförmige Dicke T50b der zusammengesetzten Zahnpaare des Zahnrades 50 relativ zur Dicke T50a ab (T50b ist kleiner als T50a). Wenn die Größe der vom Treibrad 42 übertra­ genen Kraft zunimmt, gehen die Zähne 66, 76 weiter in den ausgerichteten Zustand über.

In Fig. 8C drücken die resultierende Treibkraft DF3 des Zahnra­ des 42 und die Gegenkraft RF3 des Zahnrades 100 die Feder 81 genügend zusammen, um die Zahnradzähne 66 und 76 auszurichten. So ausgerichtet ergibt sich eine zusammengesetzte Dicke T50c. T50c ist kleiner als sowohl T50a als auch T50b und ist im wesentlichen gleich der bogenförmigen Dicke T70 des Zahnes 76. In dem Zustand der Fig. 8C sind die Federn 81 im wesentlichen vollständig zusammengedrückt; sie speichern eine im wesentli­ chen gleiche Menge Energie wie die Federn 81 in dem Zustand der Fig. 5.

Die schmälere bogenförmige Dicke der Zähne 66 verglichen mit den Zähnen 76 (T60 < T70) verhindert ein Belasten der Zähne 66 über die durch die zusammengedrückten Federn der Fig. 8C aufge­ brachte Last hinaus. Im Gegensatz dazu tragen die Zähne 76 jede Last, die über die Last der Federn hinausgeht. Die Begrenzung der auf die Zähne 66 wirkenden Last auf die Federvorspannung bewirkt eine Verringerung der rückwärtsgerichteten Biegebela­ stung, die herkömmlich aus zufälligen Größenunterschieden der Zahnpaare, von denen jedes Glied nominell die gleiche Größe hat, resultiert. Vorzugsweise trägt die breitere Kopfflanke W70 jedes Zahnes 76 die über die Federvorspannung hinausgehende Treibkraft; jedoch ist die gesamte Zunahme der Breite (W60 + W70) für das Zahnrad 50 typischerweise kleiner als die Zunahme der Breite, die benötigt wird um den rückwärtsgerichteten Biegelasten durch ein Scheren-Zahnrad zu widerstehen, das für alle Zähne die gleiche nominelle Dicke hat.

Fig. 9 stellt grafisch mit einer Belastungslinie 400 die typi­ sche Wirkung der verminderten bogenförmigen Dicke T60 im Ver­ gleich zur bogenförmigen Dicke T70 dar. Die gestrichelte Linie 400 stellt das Zahnrad 60 und die Vollinie 400 stellt das Zahnrad 70 dar. Ein waagrechter Abschnitt 410 entspricht der Vorspannung des Zahnrades 50 unter den statischen Bedingungen der Fig. 8A. Ein schräg verlaufender Abschnitt 420 entspricht der Belastung der Zähne 66, 76 zwischen der statischen Bedin­ gung der Fig. 8A und der ausgerichteten Position der Fig. 8C. Fig. 8B entspricht einem Punkt auf dem Abschnitt 420. Wenn die Belastung die Federn 81 zusammendrückt, um die Zähne wie in Fig. 8C veranschaulicht auszurichten, dann flacht die Belastung auf die Zähne 66 des Zahnrades 60 auf die maximale Last der Federn 81 ab, wie es in einem Abschnitt 430 gezeigt ist. Gleichzeitig trägt die dickere Fläche W70 der Zähne 76 die hohe Belastung, wie es durch einen schrägen Abschnitt 440 gezeigt ist. Indem man das Rad 70 die hohen Lasten aufnehmen läßt und das Rad 60 mit dem bogenförmigen Dickenunterschied (T70-T60) in seiner Belastung begrenzt, werden rückwärts gerichtete Biegebe­ lastungen typischerweise verringert.

Es wurde herausgefunden, daß ein Großteil der mit schweren Nutzdieselmotoren verbundenen unerwünschten Geräusche, wie z. B. die "Hammer"-Geräusche, durch laute Stoßgeräusche der diesen Motoren zugehörigen Zahnradtriebe entsteht. Eine unerwartet große Veränderung des Geräuschverhaltens, typischerweise ver­ bunden mit einem insgesamt reduzierten Lärmpegel, wird beobach­ tet, wenn ein verhältnismäßig hohes Vorspannmoment mit einem im Zahnradtrieb angeordneten Scheren-Zahnrad aufgebracht wird. Hierbei steht "Vorspannmoment" für die Größe des durch eine mit Federn vorgespannte Scheren-Zahnradanordnung gelieferten Drehmomentes. Das Vorspannmoment ist abhängig von der Größe des Kreuzproduktes der Vektoren, die einem radialen Abstand vom Drehmittelpunkt des Zahnrades zu den Zähnen und einer Kraft entsprechen, die tangential an einen Kreis mit einem entspre­ chenden Radius wirkt. Typischerweise verändert sich das Vor­ spannmoment in Abhängigkeit des Belastungsmaßes der Scheren-Zahn­ radvorspannung. Vorzugsweise ist das Vorspannmoment maxi­ mal, wenn die Zahnradzähne entgegen der Vorspannung im wesent­ lichen ausgerichtet sind. Für den ausgerichteten Zustand der Zähne 66, 76 in Fig. 5 sind ein radialer Vektor T und ein Kraftvektor F veranschaulicht, welche zum Bestimmen des Vor­ spannmomentes der Anordnung 58 verwendet werden können.

Es wurde herausgefunden, daß ein maximales Vorspannmoment von mindestens 135 Newton-Meter (Nm) verbesserte Geräuscheigen­ schaften und geringere Geräuschpegel bewirkt. Bevorzugter ist ein maximales Vorspannmoment von mindestens etwa 270 Nm. Am meisten bevorzugt ist ein maximales Vorspannmoment von minde­ stens etwa 675 Nm. In einer am meisten bevorzugten Ausführungs­ form ist das Zahnrad 50 mit einem maximalen Vorspannmoment von etwa 945 Nm ausgestattet, und das Zahnrad 200 ist mit einem maximalen Vorspannmoment von etwa 270 Nm ausgestattet. In vielen Fällen beseitigt das Vorspannmoment dieser Erfindung das Erfordernis der Verwendung von teueren Kapselungen oder Ab­ deckungen zur Dämpfung unerwünschten Lärms.

Fig. 10 zeigt eine Explosionsansicht einer spielmindernden Zahnradanordnung 558 um die Drehachse 554 gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung. Die Anordnung 558 umfaßt ein Zahnradrad 560 mit Keilnuten 561, die von der inneren zylindri­ schen Oberfläche 564 der Nabe 563 gebildet sind. Die Nabe 563 bildet eine durch sie hindurchgehende Öffnung 563a. Die Keilnu­ ten 561 sind schraubenförmig um die Mitte 554 gerichtet und sind relativ zur Drehachse des Rades 560 geneigt. Die Nabe 563 ist einstückig mit dem Steg 564 verbunden. Eine Anzahl von auf dem Umfang angeordneter Zähne 566 ist durch einen Radkranz 567 festgelegt, der ebenfalls einstückig mit dem Steg 564 verbunden ist. Die Zähne 566 sind im wesentlichen in gleichem Abstand voneinander um die Mitte 554 angeordnet und haben im wesentli­ chen die gleiche Größe und Form. Zwischen den benachbarten Zähnen 566 befinden sich Zahnlücken 568, die ebenfalls im wesentlichen in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind und im wesentlichen die gleiche Größe und Form haben. Der Steg 564 des Rades 560 bestimmt in sich zwei gegenüberliegende Öffnungen 569.

Die Anordnung 558 umfaßt auch ein Rad 570. Das Rad 570 hat Keilnuten 571, die durch die äußere zylindrische Oberfläche 572 der Nabe 573 bestimmt werden. Die Keilnuten 561 verlaufen schraubenförmig um die Mitte 554 und sind relativ zur Drehachse des Rades 570 geneigt. Die Keilnuten 571 sind in im wesentli­ chen gleicher Weise wie die Keilnuten 561 geneigt um darin eingreifen zu können. Die Nabe 573 paßt in die Öffnung 563a der Nabe 563, um die Keilnuten 561 und 571 ineinandergreifen zu lassen. Die Nabe 573 hat eine Öffnung 573a, die von einer inneren zylindrischen Oberfläche 574 umgeben ist, um eine drehbare Lagerbeziehung mit einer Befestigungswelle zu bilden. Das Rad 570 umfaßt auch einen Steg 574, der einstückig mit der Nabe 573 verbunden ist. Durch einen Radkranz 577, der ein­ stückig mit dem Steg 574 verbunden ist, sind Zähne 576 festgelegt. Die Zähne 576 sind im wesentlichen in gleichem Abstand vonein­ ander um den Drehmittelpunkt 554 angeordnet und jeder hat im wesentlichen die gleiche Größe und Form. Die Zähne 576 legen zwischen sich Zahnlücken 578 fest. Die Zahnlücken 578 haben im wesentlichen gleichen Abstand voneinander und jede hat im wesentlichen die gleiche Größe und Form. Zusammen legen die Nabe 573, der Steg 574 und der Radkranz 571 eine zylindrische Vertiefung 575 fest. Der Steg 564 legt zwei Vertiefungen 579 mit Gewinde fest, von denen jede mit einer Öffnung 569 überein­ stimmt.

In der Vertiefung 575 sind jeweils Schraubenfedern 581 angeord­ net, die sich im wesentlichen in gleichem Abstand voneinander um die Mitte 554 und zwischen der Nabe 573 und dem Radkranz 577 befinden. Es sind Einstellvorrichtungen 590a, 590b vorhanden, die jeweils einen Einstellbolzen 590 mit einem Gewindeschaft 592 haben. Der Schaft 592 hat ein Ende 593, das einem Kopf 594 gegenüberliegt. Die Vorrichtungen 590a, 590b enthalten jede eine Unterlegscheibe 596, durch die der Schaft 592 hindurch paßt. Im Gegensatz dazu ist der Kopf 594 so groß, daß er nicht durch die Unterlegscheibe 596 paßt. Außerdem ist der äußere Durchmesser der Unterlegscheibe 596 so groß, daß sie nicht durch die Öffnung 569 paßt. Die Öffnung 569 ist so groß, daß der Schaft 592 reichlich Freiraum hat und eine ausgewählte Anordnung des Schaftes 592 darin möglich ist. Die mit Gewinde versehenen Vertiefungen 579 sind jeweils zum Eingriff mit einem entsprechenden Schaft 592 ausgeführt.

Mit Bezug auf Fig. 11A ist eine nicht ausgerichtete Anordnung der Anordnung 558 veranschaulicht, die Zähne 566 und 576 der Räder 560 und 570 zeigt, die sich ähnlich der in Fig. 4 veran­ schaulichten Ausführungsform nicht überdecken. Zusätzlich mit Bezug auf Fig. 11B ist eine Seitenansicht der Anordnung 558 in einem nicht ausgerichteten Zustand veranschaulicht. Die Keilnu­ ten 561 des Rades 560 greifen in die Keilnuten 571 des Rades 570. An jeder Vorrichtung 590a, 590b haben die Schäfte 592 entsprechende in Längsrichtung verlaufende Schaftachsen S1, S2. Die Schäfte 592 sind durch entsprechende Unterlegscheiben 596 und Öffnungen 569 geschoben, um anfänglich in eine entsprechen­ de, mit Gewinde versehene Vertiefung 579 einzugreifen. In dem Zustand der Fig. 11A und 11B sind die Federn 581 nicht wesentlich zusammen gedrückt.

Mit zusätzlichem Bezug auf Fig. 12A und 12B ist eine per­ spektivische Ansicht und eine Seitenansicht der Anordnung 558 in jeweils einem ausgerichteten Zustand veranschaulicht. Dieser ausgerichtete Zustand entspricht dem in Fig. 5 veranschaulich­ ten ausgerichteten Zustand der Anordnung 58. Um die Anordnung 558 auszurichten, werden die Schäfte 592 der Einstellvorrich­ tungen 590a, 590b weiter in die Vertiefungen 579 geschraubt, um die Federn 581 zwischen dem Rad 560 und 570 zusammenzudrücken. Wenn die Federn 581 zusammengedrückt werden, erzeugen die Schrägen der ineinander greifenden Keilnuten 561, 571 eine Rampenbewegung, die die translatorische Bewegung der Vorrich­ tungen 590a, 590b in eine im wesentlichen rotatorische Bewegung der Räder 560, 570 umwandelt. Wenn die Schäfte 592 der Vorrich­ tungen 590a, 590b herausgeschraubt werden, erzeugen die zusam­ mengedrückten Federn 81 eine Kraft, welche die Räder 560 und 570 aufgrund des Ineinandergreifens der Keilnuten 561, 571 in entgegengesetzte Richtung dreht. Die Anordnung 558 ist so ausgeführt, daß die Zähne 566 und 576 im wesentlichen ausge­ richtet sind, wenn die Schäfte 592 vollständig in die Vertie­ fungen 579 eingeschraubt sind. Dieser ausgerichtete Zustand der Anordnung 558 wird auch vorzugsweise hergestellt, um ein ausge­ wähltes maximales Vorspannmoment zu erzeugen. Der Abstand, den die Räder 560 und 570 entlang der Schaftachse S1 und S2 einneh­ men, verändert sich von D1 in der nicht ausgerichteten Position der Fig. 11B zu D2 in der ausgerichteten Position in Fig. 12B, wo D1 größer als D2 ist. Es sei bemerkt, daß D2 der minimale Abstand ist, den die Räder 560, 570 der Anordnung 558 entlang den Schaftachsen S1, S2 beanspruchen. Somit drehen sich die Räder 560, 570 relativ zueinander in Abhängigkeit mit dem Abstand, den die Räder 560, 570 entlang einer der Mitte 554 entsprechenden Drehachse einnehmen.

Vorzugsweise ist die Anzahl der Zähne 566 die gleiche wie die Anzahl der Zähne 576. Auch ist vorzugsweise die Anzahl der schraubenförmigen Keilnuten 561, 571 die gleiche wie die Anzahl der Zähne 566, 576. Die gleiche Anzahl von Zähnen und Keilnuten vereinfacht die Montage, da es nicht erforderlich ist, die Keilnuten 571, 561 zu markieren, um sicherzustellen, daß die Ausrichtung der Zähne 566 und 576 mit einer starken Federkom­ pression übereinstimmt. In anderen Ausführungsformen kann die Aussparung 569 im Gegensatz zu der im wesentlichen kreisförmig dargestellten Öffnung in Fig. 10 als nicht kreisförmige Öffnung ausgeführt sein. In einer anderen Ausführungsform ist die Aussparung 569 als ein bogenförmiger Schlitz ausgeführt, dessen Biegeradius sich von der Mitte 554 erstreckt.

Die Keilnuten 561, 571 können an verschiedenen Stellen neben den Naben 563, 573 angeordnet sein. Als nicht einschränkendes Beispiel können bogenförmige Schlitze, die von einem Rad fest­ gelegt werden, eine innere Oberfläche aufweisen, die Keilnuten festlegt, welche in Keilnuten greift, die von einem Flansch gebildet werden, der von dem anderen Rad in diese Schlitze hineinragt. Es sei bemerkt, daß ein oder mehrere Segmente von ineinandergreifenden, um die Drehachse angeordneten Keilnuten die relative Drehung der Zahnräder ermöglichen können, ohne daß sie dabei die Achse umschließen müssen.

Ähnlich der Ausführungsform der Anordnung 58 umfaßt die Anord­ nung 558 eine Ausrichtvorrichtung, um Zähne von zwei Zahnrädern einer spielmindernden Zahnradanordnung gezielt auszurichten, indem der Federvorspannung der Anordnung entgegengewirkt wird. Um den ausgerichteten Zustand der Fig. 12A und 12B für den Einbau zu erreichen, werden die Schäfte 592 festgezogen. Ist die Anordnung 558 in Eingriff mit einem anderen Zahnrad, zum Beispiel mit dem Zahnrad 42, wird der Schaft 592 jeder Vorrich­ tung 590a, 590b gelöst, um eine relative Drehung der Räder 560 und 570 zu ermöglichen und das Spiel der kämmenden Zahnräder aufzunehmen. Diese gelöste Anordnung würde ähnlich dem Zustand der Fig. 11A und 11B erscheinen, würde jedoch vorzugsweise einen Freiraum zwischen dem Kopf 594 und der Unterlegscheibe 596 eines jeden Bolzens 590 schaffen, um die sich verändernden Spielzustände eines entsprechenden Eingriffs aufzunehmen. In einer Ausführungsform werden die Vorrichtungen 590a, 590b entfernt, wenn die Anordnung 558 in einen Eingriff mit einem anderen Zahnrad eingebaut ist. In dieser Ausführungsform ver­ läßt man sich auf den Eingriff, um der Vorspannung entgegenzu­ wirken.

Jede Anordnung 58, 558 hat eine Einstellvorrichtung mit einem Gewindeschaft, der mit einem Rad gekoppelt ist und sich entlang einer Schaftachse erstreckt. Diese Vorrichtungen enthalten weiterhin einen mit dem Schaft verbundenen Kopf, der relativ zum Rad einstellbar ausgeführt ist. Im wesentlichen können die Einrichtungen 58 und 558 hinsichtlich anderer Eigenschaften dieser Erfindung austauschbar gestaltet sein. Ferner kann die Anordnung 58 oder 558 für die Verwendung mit dem spielmindern­ den Zahnrad 200 angepaßt sein. In anderen Ausführungsformen der Anordnungen 58, 558 können die Bolzen 90, 590 durch einen Gewindeschaft ersetzt sein, der mit einer darauf geschraubten Mutter an einem der Räder befestigt ist, um einen beweglichen Kopf zu bilden. Diese Mutter wird längs des Schaftes positio­ niert, um wahlweise in das andere Rad einzugreifen. In noch weiteren Ausführungsformen dieser Erfindung wird keine spielmindernde Anordnung verwendet. Tatsächlich kann in einigen möglichen Ausführungsformen dieser Erfindung eine gewöhnliche Scheren-Zahnradanordnung eingesetzt werden.

Claims (45)

1. Zahnradanordnung zu Minderung von Zahnspiel, mit
einem ersten Zahnrad, das eine erste Anzahl von Zähnen auf dem Umfang angeordnet hat;
einem zweiten Zahnrad, das in das erste Zahnrad mit einer Federvorspannung eingreift, um das erste und zweite Zahnrad um ein im wesentlichen gemeinsames Drehzentrum relativ zueinander zu drehen, wobei das zweite Rad eine zweite Anzahl von Zähnen auf dem Umfang angeordnet hat, die je mit einem entsprechenden der ersten Zähne gepaart sind, um eine Anzahl von zusammenge­ setzten Zähnen zu bilden, die abhängig von einer gegen die Vorspannung wirkenden Kraft die Größe ändern; und
bei der die ersten Zähne je eine erste bogenförmige Dicke und die zweiten Zähne je eine zweite bogenförmige Dicke haben, und die erste Dicke mindestens etwa 0,005 eines Zentimeters (0,002 inch) größer ist als die zweite Dicke.

2. Zahnradanordnung nach Anspruch 1, bei der die ersten Zähne je eine erste Flankenbreite und die zweiten Zähne je eine zweite Flankenbreite haben und die erste Flankenbreite minde­ stens etwa 50% größer als die zweite Flankenbreite ist.

3. Zahnradanordnung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Mini­ maldifferenz zwischen der ersten und zweiten bogenförmigen Dicke von mindestens etwa 0,010 Zentimeter.

4. Zahnradanordnung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Mini­ maldifferenz zwischen der erste und zweiten bogenförmigen Dicke in einem Bereich von etwa 0,010 bis 0,015 Zentimeter.

5. Zahnradanordnung nach einem der Ansprüche 1-4, bei der die Federvorspannung wenigstens ein Vorspannmoment von etwa 135 Newton-Meter bezogen auf einen Radius von dem Drehzentrum zu den ersten und zweiten Zähnen erzeugt, wenn die erste und zweiten Zähne im wesentlichen ausgerichtet sind.

6. Zahnradanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, weiterhin mit einer Ausrichtevorrichtung auf dem ersten Rad, um die ersten und zweiten Zähne zum Einbau gegen die Vorspannung wahlweise auszurichten.

7. System mit einer Zahnradtriebanordnung, mit
einem ersten Zahnrad, mit einer Anzahl von Zähnen, die zwischen sich eine Anzahl von Zahnlücken bestimmen; und
einem zweiten Zahnrad, das mit dem ersten Zahnrad kämmt und zwei gezahnte Zahnradräder in einer spielmindernden Anordnung hat, die eine Anzahl von Zahnpaaren mit je einem ersten Zahn von einem der Räder und einem zweiten Zahn von einem anderen der Räder haben, um einen zusammengesetzten Zahn zu bilden und in eine zugehörige der Zahnlücken zu greifen, wobei der erste Zahn eine erste bogenförmige Dicke und der zweite Zahn eine zweite bogenförmige Dicke hat, die nominal kleiner ist als die erste bogenförmige Dicke.

8. System nach Anspruch 7, weiterhin mit
einem dritten Zahnrad, das mit dem zweiten Zahnrad kämmt;
einem vierten Zahnrad, das mit dem dritten Zahnrad kämmt und ein Scheren-Zahnrad ist; und
einem fünften Zahnrad, das mit dem vierten Zahnrad kämmt.

9. System nach Anspruch 7 oder 8, bei dem eine nominale Minimaldifferenz zwischen der ersten und zweiten bogenförmigen Dicke von mindestens 0,005 Zentimeter besteht.

10. System nach einem der Ansprüche 7-9, weiterhin mit
einem Verbrennungsmotor, mit einer Kurbelwelle, einer ersten Nockenwelle und einer zweiten Nockenwelle;
einem dritten Zahnrad, das mit dem zweiten Zahnrad kämmt;
einem vierten Zahnrad, das mit dem dritten Zahnrad kämmt und ein Scheren-Zahnrad ist;
einem fünften Zahnrad, das mit dem vierten Zahnrad kämmt; und
bei dem das erste Zahnrad an der Kurbelwelle mitdrehend befestigt ist, das zweite Zahnrad durch das erste Zahnrad getrieben wird, das dritte Zahnrad durch das zweite Zahnrad getrieben wird, das vierte Zahnrad durch das dritte Zahnrad getrieben wird und an der ersten Nockenwelle mitdrehend befe­ stigt ist, das fünfte Zahnrad durch das vierte Zahnrad getrie­ ben wird und an der zweiten Nockenwelle mitdrehend befestigt ist, und ein nominell minimaler Unterschied zwischen den ersten und zweiten bogenförmigen Dicken wenigstens 0,010 eines Zenti­ meters beträgt.

11. Verfahren, umfassend die Schritte

• (a) Bereitstellen eines ersten Zahnradrades, mit einer ersten Anzahl von auf dem Umfang angeordneten Zähnen, mit jeweils einer ersten bogenförmigen Dicke;
• (b) Auswählen eines zweiten Zahnradrades, mit einer zweiten Anzahl von auf dem Umfang angeordneten Zähnen, mit jeweils einer zweiten bogenförmigen Dicke, die nominell geringer ist als die bogenförmige Dicke; und
• (c) Montage der ersten und zweiten Zahnradräder zu einer spielmindernden Zahnradanordnung nach dem Auswählen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem ein minimaler Unter­ schied zwischen der ersten und zweiten bogenförmigen Dicke von wenigstens etwa 0,005 eines Zentimeters besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem ein minimaler Unter­ schied zwischen der ersten und zweiten bogenförmigen Dicke von wenigstens etwa 0,010 eines Zentimeters besteht.

14. Verfahren nach Anspruch 11-13, weiterhin umfassend das Ausrichten der ersten und zweiten Zähne für den Einbau in einen Zahnradtrieb.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-14, bei dem die Montage ein Einsetzen von einer Anzahl von Schraubenfedern zwischen den ersten und zweiten Rädern enthält, um eine Feder­ vorspannung zu erzeugen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Schraubenfeder ein Vorspannmoment von mindestens etwa 135-Newton-Meter erzeugt.

17. Zahnspiel mindernde Zahnradanordnung, mit
einem ersten Getrieberad, mit einer ersten Anzahl von auf dem Umfang angeordneten Zähnen;
einem zweiten Getrieberad, das mit einer Federvorspannung in das erste Rad eingreift, um die ersten und zweiten Räder nach­ gebend relativ zueinander um eine im wesentlichen gemeinsame Drehachse zu drehen, wobei das zweite Rad eine zweite Anzahl von auf dem Umfang angeordneten Zähnen bestimmt, die jeweils mit dem entsprechenden der ersten Zähne gepaart sind, um eine Anzahl von zusammengesetzten Zähnen zu bilden, die jeweils ihre Größe in Abhängigkeit der gegen die Vorspannung einwirkenden Kraft verändern;
wobei die Federvorspannung ein maximales Vorspannmoment von mindestens 135 Newton-Meter bezogen auf einen Radius von der Mitte zu den ersten und zweiten Zähnen erzeugt.

18. Zahnradanordnung nach Anspruch 17, bei der die ersten Zähne jeweils eine erste Flankenbreite und die zweiten Zähne jeweils eine zweite Flankenbreite haben, wobei die erste Flan­ kenbreite mindestens 50% größer als die zweite Flankenbreite ist.

19. Zahnradanordnung nach Anspruch 17 oder 18, weiterhin mit einem Bolzen, mit einem Gewindeschaft gegenüber einem Kopf, wobei der Gewindeschaft in eine Bohrung eingeschraubt ist, die durch eines der ersten oder zweiten Räder bestimmt ist, und der Kopf wahlweise in das andere der ersten und zweiten Räder in einer Lagerbeziehung eingreift, um der Vorspannung entgegenzu­ wirken und im wesentlichen die ersten und zweiten Zähne für den Einbau auszurichten.

20. Zahnradtriebanordnung, mit
einem ersten Zahnrad mit einer Anzahl von Zähnen, die zwi­ schen sich eine Anzahl von Zahnlücken bestimmen; und
einem zweiten Zahnrad mit zwei gezahnten Getrieberädern, die ineinander in einer spielmindernden Form eingreifen und eine Anzahl von gepaarten Zähnen festlegt, von denen mindestens eines in eine entsprechende der Zahnlücken greift, wobei die Räder sich relativ zueinander um eine im wesentlichen gemeinsa­ me Drehachse drehen, und wobei die zweiten Zahnräder ein maxi­ males Vorspannmoment von mindestens etwa 135 Newton-Meter bezogen auf einen Radius von der Mitte zu den Zahnpaaren er­ zeugt.

21. Zahnradanordnung nach Anspruch 20, weiterhin mit
einem dritten Zahnrad, das mit dem zweiten Zahnrad kämmt;
einem vierten Zahnrad, das mit dem dritten Zahnrad kämmt und ein Scheren-Zahnrad ist; und
einem fünften Zahnrad, das mit dem vierten Zahnrad kämmt.

22. Zahnradanordnung nach Anspruch 20, weiterhin mit
einem Verbrennungsmotor, mit einer Kurbelwelle, einer ersten Nockenwelle und einer zweiten Nockenwelle;
einem dritten Zahnrad, das mit dem zweiten Zahnrad kämmt;
einem vierten Zahnrad, das mit dem dritten Zahnrad kämmt und ein Scheren-Zahnrad ist;
einem fünften Zahnrad, das mit dem vierten Zahnrad kämmt;
wobei das erste Zahnrad an der Kurbelwelle mitdrehend befe­ stigt ist, das zweite Zahnrad durch das erste Zahnrad getrieben wird, das dritte Zahnrad durch das zweite Zahnrad getrieben wird, das vierte Zahnrad durch das dritte Zahnrad getrieben wird und an der ersten Nockenwelle mitdrehend befestigt ist, und das fünfte Zahnrad durch das vierte Zahnrad getrieben wird und an der zweiten Nockenwelle mitdrehend befestigt ist.

23. Zahnradanordnung nach einem der Ansprüche 17-22, bei der das maximale Vorspannmoment mindestens etwa 270 Newton-Meter beträgt.

24. Zahnradanordnung nach einem der Ansprüche 17-22, bei der das maximale Vorspannmoment mindestens etwa 675 Newton-Meter beträgt.

25. Verfahren zum Montieren eines Zahnradtriebes, umfassend die Schritte

• (a) Bereitstellen eines ersten Zahnradrades;
• (b) Anordnen eines ersten Eingriffs zwischen dem ersten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad, wobei das zweite Zahnrad eine Scheren-Zahnrad ist mit einer durch den ersten Eingriff bestimmten effektiven Zahngröße;
• (c) Auswählen einer Befestigungsposition für ein drittes Zahnrad, um einen zweiten Eingriff mit dem zweiten Zahnrad nach dem Anordnen zu bilden, wobei die Befestigungsposition in Abhängigkeit der effektiven Zahngröße bestimmt wird, um das Zahnspiel des zweiten Eingriffs zu steuern.

26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem das Auswählen ein Verändern der Befestigungsposition des dritten Zahnrades mit einer verstellbaren Einstellvorrichtung enthält, welche ein Drehen des dritten Zahnrades um eine Drehachse und ein Einstel­ len an einem im wesentlichen ebenen Bereich zuläßt, der annä­ hernd senkrecht zur Drehachse verläuft.

27. Verfahren nach Ansprüche 25 oder 26, bei dem die Scheren Zusammenstellung des zweiten Zahnrades ein mit einer Federvor­ spannung verbundenes Zahnrad-Radpaar enthält, um eine Anzahl von Zahnrad-Zahnpaaren zu bestimmen, die in gefederter Bezie­ hung stehen und jedes eine zusammengesetzte Zahnbreite mit einer effektiven bogenförmigen Dicke hat, die sich in Abhängig­ keit des ersten Eingriffs verändert, und mit den Schritten des

• (b1) Drückens entgegen der Federvorspannung, um jedes Paar der Zahnradzähne auszurichten;
• (b2) in Eingriff Bringens des zweiten Zahnrades mit dem ersten Zahnrad während des Drückens, um den ersten Eingriff zu bilden; und
• (b3) Haltens des Drückens nach dem in Eingriff bringen, um ein Anpassen der Größe der Zahnpaare in Übereinstimmung mit dem ersten Eingriff zu ermöglichen.

28. Verfahren nach Anspruch 27, mit den Schritten des

• (d) drehbaren Befestigens des dritten Zahnrades in der Befe­ stigungsposition;
• (e) in Eingriff Bringens eines vierten Zahnrades mit einem fünften Zahnrad, um einen dritten Eingriff zu bilden, wobei das vierte Zahnrad ein Scheren-Zahnrad ist;
  wobei das Anordnen ein drehbares Befestigen des ersten und zweiten Zahnrades enthält, um den ersten Eingriff zu bilden, und wobei das Auswählen ein Verändern der Befestigungsposition des dritten Zahnrades mit einer verstellbaren Einstellanordnung enthält, die ein Drehen des dritten Zahnrades um eine Drehachse zuläßt und an einem im wesentlichen ebenen Bereich senkrecht zur Drehachse einstellbar ist.

29. Motorsystem, mit

• (a) einem Verbrennungsmotor;
• (b) einem ersten Zahnrad, das drehbar mit dem Motor verbunden ist, um sich um eine Achse zu drehen;
• (c) einem zweiten Zahnrad, das drehbar mit dem Motor verbun­ den ist, um sich um eine zweite Achse zu drehen und in das erste Zahnrad in einen ersten Eingriff zu greifen, wobei das zweite Zahnrad ein Scheren-Zahnrad ist;
• (d) einem dritten Zahnrad, das drehbar mit dem Motor verbun­ den ist, um sich um eine dritte Achse zu drehen und in das zweite Zahnrad in einem zweiten Eingriff zu greifen; und mit
• (e) einem verstellbaren Einstellmechanismus, der eine Reihe von Positionen des dritten Zahnrades relativ zu dem zweiten Zahnrad ermöglicht, um das Zahnspiel des zweiten Zahnrades zu steuern.

30. System nach Anspruch 29, weiterhin mit
einem vierten Zahnrad, das drehbar mit dem Motor verbunden ist, um das dritte Zahnrad in einem dritten Eingriff zu grei­ fen, und das ein Scheren-Zahnrad ist;
einem fünften Zahnrad, welches das vierte Zahnrad in einem vierten Eingriff greift; und
bei dem der verstellbare Einstellmechanismus weiterhin die dritte Achse relativ zum vierten Zahnrad positioniert, um das Zahnspiel des dritten Eingriffs zu steuern.

31. System nach den Ansprüchen 29 oder 30, bei dem das dritte Zahnrad eine Welle enthält, mit einem Paar von dadurch verlau­ fenden Befestigungsdurchlässen, und bei dem der verstellbare Einstellmechanismus ein Paar von mit Gewinde versehenen Haltern enthält, von denen jeder durch einen entsprechenden der Durch­ lässe paßt.

32. System nach einem der Ansprüche 29-31, bei dem der Mecha­ nismus ein Einstellen relativ zu einem ebenen annähernd senk­ recht zu den ersten, zweiten und dritten Achsen stehenden Bereich ermöglicht.

33. System nach einem der Ansprüche 29-32, bei dem der Motor eine Kurbelwelle enthält, an der das erste Zahnrad befestigt ist, um sich mit der Kurbelwelle zu drehen und das zweite Zahnrad zu drehen, und bei dem das zweite Zahnrad das dritte Zahnrad treibt.

34. Spielmindernde Zahnradanordnung, mit

• (a) einem ersten Zahnrad, mit einer ersten Anzahl von auf dem Umfang angeordneten Zähnen;
• (b) einem zweiten Zahnrad, das in das erste Zahnrad greift, mit einer Federvorspannung, um die ersten und zweiten Räder relativ zueinander um eine im wesentlichen gemeinsame Drehachse nachgebend zu drehen, wobei das zweite Rad eine zweite Anzahl von Zähnen bestimmt, die jeweils gepaart sind mit einem ent­ sprechenden Zahn des ersten Zahnrades, um eine Anzahl von zusammengesetzten Zähnen zu bilden, die jeweils eine veränder­ liche Größe haben, um das Zahnspiel zu verringern, wenn sie in einem Eingriff stehen; und mit
• (c) einer Einstellvorrichtung, mit einem Gewindeschaft, der mit dem erste Rad verbunden ist, und einem Kopf, der mit dem Schaft verbunden ist, wobei der Kopf eine erste wählbare Posi­ tion hat, um eine Lagerbeziehung mit dem zweiten Rad entgegen der Federvorspannung zu bilden, um die ersten und zweiten Zähne für den Einbau auszurichten.

35. Zahnradanordnung nach Anspruch 34, bei welcher der Kopf eine zweite wählbare Position hat, um dem ersten und zweiten Rad eine relative Drehung zueinander auf etwa der Vorspannung zu ermöglichen, nachdem die Anordnung eingebaut wurde, um mit einem anderen Zahnrad zu kämmen.

36. Zahnradanordnung nach Anspruch 35, bei welcher die Vor­ richtung einen Bolzen mit dem Schaft und dem Kopf enthält, und das erste Rad eine Bohrung mit Gewinde festlegt, und mindestens ein Teil des Schaftes in die Bohrung geschraubt ist, um den Kopf zwischen der Bohrung und dem zweiten Rad zu positionieren.

37. Zahnradanordnung nach Anspruch 36, bei welcher der Kopf das zweite Rad in der ersten Position berührt, und das erste Rad in der zweiten Position berührt.

38. Zahnradanordnung nach Anspruch 34 oder 35, bei welcher
das erste Rad eine Gewindebohrung bestimmt und eine erste Nabe hat, die eine erste Anzahl von spiralförmigen Keilnuten festlegt;
das zweite Rad eine Öffnung festlegt, welche die Gewindeboh­ rung überdeckt und eine zweite Nabe hat, die eine zweite Anzahl von spiralförmigen Keilnuten festlegt, wobei die ersten Keilnu­ ten und die zweiten Keilnuten ineinander greifen; und
die Vorrichtung einen Bolzen enthält, der den Schaft gegen­ über dem Kopf und einer Unterlegscheibe hat, wobei der Schaft durch die Unterlegscheibe und die Öffnung reicht, um durch Einschrauben die Bohrung zu greifen und wahlweise die Unterleg­ scheibe und das zweite Rad zwischen dem Kopf und dem ersten Rad in der Position zu spannen.

39. Zahnradanordnung nach einem der Ansprüche 34-38, bei welcher die Federvorspannung ein maximales Vorspannmoment von mindestens etwa 135 Newton-Meter bezogen auf einen Radius von der Drehachse zu den ersten und zweiten Zähnen erzeugt, wobei die ersten Zähne jeder eine erste bogenförmige Dicke haben und die zweiten Zähne jeder eine zweite bogenförmige Dicke haben, und die erste Dicke mindestens 0,005 Zentimeter größer als die zweite Dicke ist.

40. Zahnradanordnung zu Minderung von Zahnspiel, mit
einem ersten Getrieberad, das eine erste Anzahl von auf dem Umfang verteilten Zähnen und eine erste Anzahl von Keilnuten hat;
einem zweiten Getrieberad, das eine zweite Anzahl von auf dem Umfang verteilten Zähnen und eine zweite Anzahl von Keilnuten hat, wobei die ersten und zweiten Keilnuten um eine im wesent­ lichen gemeinsame Drehachse ineinander greifen und schräg zu der Achse verlaufen um die ersten und zweiten Räder relativ zueinander zu drehen, und wobei die zweiten Zähne jeder mit einem entsprechenden Zahn der zweiten Zähne gepaart ist, um eine Anzahl von zusammengesetzten Zähnen zu erzeugen, die beim Drehen der ersten und zweiten Räder relativ zueinander ihre Größe verändern.

41. Zahnradanordnung nach Anspruch 40, bei welcher die ersten und zweiten Räder ineinander greifen und einer Vorspannung, die mindestens teilweise durch dazwischen angeordnete Schraubenfe­ dern aufgebracht wird, die jeweils eine im wesentlichen zur Drehachse parallele Kraft aufbringen.

42. Zahnradanordnung nach Anspruch 41, weiterhin mit einer Einstellvorrichtung, die von dem ersten Rad getragen wird und die ersten und zweiten Zähne entgegen der Vorspannung wahlweise ausrichten kann.

43. Zahnradanordnung nach Anspruch 42, bei welcher die Vor­ richtung einen Bolzen mit einem Gewindeschaft gegenüber dem Kopf enthält.

44. Zahnradanordnung nach einem der Ansprüche 41-43, bei welcher das maximale Vorspannmoment mindestens etwa 135 Newton-Meter bezogene auf einen Radius beträgt, der von der Drehachse zu den ersten und zweiten Zähnen verläuft, wobei die ersten Zähne jeder eine erste bogenförmige Dicke und die zweiten Zähne jeder eine zweite bogenförmige Dicke haben, und die erste Dicke mindestens etwa 0,005 eines Zentimeters größer ist, als die zweite Dicke.

45. Zahnradanordnung nach einem der Ansprüche 40-44, bei welcher das erste Rad eine erste Nabe hat, welche die ersten Keilnuten bestimmt, und das zweite Rad eine zweite Nabe hat, welche die zweiten Keilnuten bestimmt, und wobei die zusammen­ gesetzten Zähne ihre Größe entsprechend dem Abstand verändern, der von den ersten und zweiten Rädern längs der Drehachse eingenommen wird.