DE3502669C2 - Drehelastische Anordnung eines Zahnkranzes auf einer Welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine drehelastische Anordnung eines Zahnkranzes auf einer Welle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-PS 8 51 872 ist eine elastische, drehmomentübertragende Anordnung eines Zahnkranzes auf einer Welle bekannt. Dabei sind elasti­ sche Kupplungselemente in Form von Federn zwischen dem Zahnkranz und der Welle unter Ausübung eines allseitigen Drucks verspannt. Diese Ausbildung der Kupplungselemente weist einen hohen Bauaufwand auf. Weiterhin ist das Dämpfungsverhalten durch die Vielzahl der im Bereich der Federn zusammenwirkenden Bauteile stark abhängig von den jeweili­ gen Betriebsbedingungen, die beispielsweise durch Schmierung und Ver­ schleiß der einzelnen Bauteile gekennzeichnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zahnkranz mit einem drehelastischen Kupplungselement derart auf einer Welle anzuordnen, daß bei hoher Rundlaufgenauigkeit ein hohes, von den jeweiligen Be­ triebsbedingungen unbeeinflußtes Dämpfungsvermögen des Kupplungs­ elementes erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kupp­ lungselement aus einem gummielastischen, dämpfenden Elastomer ge­ bildet ist, das in drehmomentübertragender Wirkung mit der inneren Man­ telfläche des becherartig erweiterten Abschnitts und der äußeren Mantel­ fläche des Abschnitts des Zwischenrings steht. Durch diese Ausbildung werden alle im Betrieb auftretenden Schwingungen durch das Kupp­ lungselement abgekoppelt und soweit gedämpft, daß kein Resonanzbe­ reich durchfahren wird. Der Zahnflankenverschleiß des Antriebs sowie dessen Geräuschemission ist sehr gering, so daß ein leiser, wartungs­ freier Antrieb geschaffen ist. Zudem kann die gesamte drehelastische An­ ordnung als bei eine Baueinheit leicht auswechselbar auf einer Welle montiert werden. Dies bietet Vorteile bei je nach Bedarf erforderlichen verschiedenen Übersetzungsverhältnissen der Zahnräder oder bei ver­ schiedenen gewünschten Dämpfungsverhalten des Kupplungselementes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der fol­ genden Beschreibung und der Zeichnung, die im folgenden näher be­ schrieben sind. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen drehelastisch auf ei­ ner Welle angeordneten Zahnkranz,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1 durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zeigt einen dreh­ elastischen Antrieb eines Generators 19 einer Brennkraft­ maschine. Die Welle 1 des Generators 19 ragt in einen Räderkasten 2, der von einem Räderkastendeckel 3 zum Generator hin abgedeckt ist.

Auf die Welle 1 ist ein zylindrischer Zwischenring 4 auf­ geschoben, der sich im wesentlichen über die ganze freie Länge der Generatorwelle 1 erstreckt. Etwa auf halber Län­ ge weist der Zwischenring 4 eine Stufe 22 auf, die den Zwischenring 4 in einen ersten Abschnitt 7 und einen im Außendurchmesser größeren Abschnitt 7a aufteilt, wobei der Innendurchmesser der beiden Abschnitte gleich ist. Der Zwischenring 4 ist axial durch eine Mutter 13 gesichert, die auf dem freien Ende 12 der Generatorwelle 1 aufge­ schraubt ist und sich über eine Unterlegscheibe 14 am freien Ende des Abschnitts 7 abstützt. Der Zwischenring 4 liegt mit seinem anderen axialen Ende an einem Lüfterrad 18 des Generators 19 an und drückt das Lüfterrad 18 fest gegen eine mitdrehende Abstützung der Welle 1. Der axial festgelegte Zwischenring 4 ist über eine Nut-Feder-Verbin­ dung 5 mit der Generatorwelle 1 drehfest verbunden. Ebenso ist das Lüfterrad 18 drehfest mit der Generatorwelle 1 verbunden.

Auf dem Zwischenring 4 ist frei drehbar der Zahnkranz 6 angeordnet. Der Zahnkranz 6 weist einen vorzugsweise ein­ teilig angeformten, zylindrischen, axialen Fortsatz 8 auf, der sich stufenartig erweitert und im wesentlichen aus einem ersten Abschnitt 8a und einem im Durchmesser größe­ ren zweiten Abschnitt 10 besteht. Der erste Abschnitt 8a hat einen dem Innendurchmesser des Zahnkranzes 6 ent­ sprechenden Innendurchmesser und eine Länge, die zusammen mit dem Zahnkranz 6 geringfügig kleiner als die Länge des Abschnitts 7 des Zwischenrings 4 ist. Der dem freien Ende der Generatorwelle 1 benachbarte Abschnitt 7 des Zwischen­ rings 4 ist als Gleitlager für den Zahnkranz 6 und den daran anschließenden Abschnitt 8a ausgebildet.

Der Abschnitt 10 ist - im gezeigten Ausführungsbeispiel - im Außendurchmesser größer als der Zahnkranz 6 ausgebildet und besteht im wesentlichen aus einer becherartigen, zy­ lindrischen, zum Generator offenen Erweiterung des Fort­ satzes 8. Es kann auch zweckmäßig sein, den Abschnitt 10 im Außendurchmesser gleich oder kleiner dem Zahnkranz­ durchmesser auszuführen. Die Mantelfläche des Abschnitts liegt koaxial zur Welle. In dem becherartigen Abschnitt 10 ist ein kreisringförmiges Kupplungselement 11 angeordnet und mit der inneren Mantelfläche des becherartigen Ab­ schnitts 18 sowie mit der äußeren Mantelfläche des Ab­ schnitts 7a des Zwischenrings 4 durch Vulkanisieren ver­ bunden. Das Kupplungselement 11 hat zu der den Boden bil­ denden Ringfläche 20 des Abschnitts 10 einen geringen Ab­ stand, damit die Kräfte auf das Kupplungselement nur an seiner radial inneren und äußeren Mantelfläche einleitbar sind. Auch zum Lüfterrad 18 weist das Kupplungselement 11 und auch die freie Stirnseite des Abschnitts 10 des Fort­ satzes 8 einen Abstand auf.

Zwischen dem Abschnitt 8a und dem Abschnitt 10 des Fort­ satzes 8 ist eine weitere Stufe 21 vorgesehen, deren Außendurchmesser geringfügig größer als der des Zahn­ kranzes 6 und kleiner als der des Abschnittes 10 ist. Auf die äußere Mantelfläche der Stufe 21 ist ein Dichtring 9 aufgeschoben, der den in den Räderkasten 2 hineinragenden Teil der Welle 1 sowie den Zahnkranz mit dem Fortsatz 8 abdichtet.

Die innenliegende Stirnfläche der Stufe 21 liegt der als Anschlagfläche 17 ausgebildeten Stirnseite der Stufe 22 des Zwischenrings 4 gegenüber, so daß der Zahnkranz 6 bzw. der Abschnitt 8a des koaxialen Fortsatzes 8 mit geringem Spiel axial zwischen der Unterlegscheibe 14 und der An­ schlagfläche 17 gehalten ist.

Der Generator 19 wird von einem im Räderkasten 2 angeord­ neten Zahnrad 15 getrieben, das mit dem Zahnkranz 6 kämmt und über den Fortsatz 8 und das axial neben dem Zahnkranz 6 angeordneten Kupplungselement 11 den Zwischenring 4 und damit die Generatorwelle 1 antreibt.

Der linke Teil des in der Fig. 2 dargestellten Schnittes durch ein weiteres Ausführungsbeispiel längs der Linie A-A in Fig. 1 zeigt ein in mehrere Teilsegmente 11a und 11b aufgeteiltes Kupplungselement 11, wobei die einzelnen Seg­ mente ein unterschiedliches Dämpfungsvermögen aufweisen. Die einzelnen Teilsegmente 11a und 11b sind so bemessen, daß zwischen den Teilsegmenten 11a und 11b jeweils ein Ab­ stand 16 verbleibt.

Auf der rechten Seite der Fig. 2 ist ein kreisringförmiges Kupplungselement 11 dargestellt, das aus zwei kreisring­ förmigen Teilkupplungselement 11c und 11d unterschiedli­ cher Durchmesser zusammengesetzt ist. Auf diese Weise ist ein geschichtetes, kreisringförmiges Kupplungselement ge­ bildet, wobei die Teilkupplungselemente 11c und 11d unter­ schiedliche Dämpfungsvermögen haben können. Das radial ge­ schichtete Kupplungselement kann auch aus mehr als zwei Schichten zusammengesetzt sein.

Claims (5)

1. Anordnung eines Zahnkranzes (6) auf einer Welle (1), wobei der Zahn­ kranz (6) mit der Welle (1) über ein Kupplungselement (11) drehelastisch ver­ bunden ist und das Kupplungselement (11) axial neben dem drehbar auf der Welle (1) gelagerten Zahnkranz (6) angeordnet ist, mit einem zwischen dem Kupplungselement (11) und der Welle (1) angeordneten Zwischenring (4), der drehfest auf der Welle (1) angeordnet und mit dem Kupplungselement (11) verbunden ist, wobei der Zahnkranz (6) auf dem Zwischenring (4) drehbar ge­ lagert ist und der Zwischenring (4) als Gleitlager für den Zahnkranz (6) aus­ gebildet ist und der Zahnkranz (6) einen axialen, becherartig erweiteren Ab­ schnitt (10) aufweist, dessen Mantelfläche koaxial zur Wellenachse (1) liegt und in dem das Kupplungselement (11) angeordnet ist, wobei der becherartig erweiterte Abschnitt (10) als Stufe ausgebildet ist und das Kupplungselement (11) einen axialen Abstand zu der den Boden bildenden inneren Ringfläche (20) des Abschnitts (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (11) aus einem gummielastischen, dämpfenden Elastomer gebildet ist, das in drehmo­ mentübertragender Wirkverbindung mit der inneren Mantelfläche des be­ cherartig erweiteren Abschnitts (10) und der äußeren Mantelfläche des Ab­ schnitts (7a) des Zwischenrings (4) steht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (11) vorzugsweise durch Vulkanisieren mit der inneren Mantelfläche des becherartig erweiterten Abschnitts (10) und der äußeren Mantelfläche des Abschnitts (7a) des Zwi­ schenringes (4) in drehmomentübertragender Wirkverbindung steht.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (11) als einteiliger Ring ausgebildet ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (11) mindestens zwei koaxiale Ringe mit vorzugsweise unterschiedlichen Dämpfungsfaktoren auf­ weist, die untereinander in drehmomentübertragender Wirkverbindung ste­ hen.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (11) aus mehreren über den Umfang der Welle (1) vorzugsweise mit Abstand voneinander angeordne­ ten Teilsegmenten (11a, 11b) besteht, die vorzugsweise unterschiedliche Dämpfungsfaktoren aufweisen.