AT4880U1

AT4880U1 - GEAR FOR A GAME-FREE GEAR LEVEL

Info

Publication number: AT4880U1
Application number: AT0803701U
Authority: AT
Original assignee: Miba Sintermetall Ag
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2001-12-27

Abstract

Es wird ein Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe mit einer Nabe (1), mit einem von der Nabe (1) getragenen Zahnkranz (2), der entlang einer achsnormalen Teilungsebene in einen nabenfesten Kranzteil (3) und in einen diesem gegenüber koaxial drehbar gelagerten Kranzring (4) geteilt ist, und mit einer die Nabe (1) umschließenden Ringfeder (5) beschrieben, die sich mit ihren einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden (6) an Anschlägen (7, 8) einerseits des nabenfesten Kranzteiles (3) und anderseits des Kranzringes (4) abstützt. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß die beiden Enden (6) der Ringfeder (5) unter einer Federvorspannung an wenigstens einem der gegeneinander radial versetzten, in Umfangsrichtung aneinander vorbeibewegbaren Anschläge (7, 8) abstützbar ist.It becomes a gear wheel for a play-free spur gear stage with a hub (1), with a sprocket (2) carried by the hub (1), which along a normal axis plane of division into a hub part (3) fixed in a hub and in a ring ring which is coaxially rotatably mounted relative thereto (4) is divided, and described with a ring spring (5) enclosing the hub (1), which with its mutually opposite ends (6) at stops (7, 8) on the one hand of the hub-fixed rim part (3) and on the other hand Wreath ring (4) supports. In order to create advantageous construction conditions, it is proposed that the two ends (6) of the ring spring (5) can be supported under spring tension on at least one of the stops (7, 8) which are radially offset from one another and can be moved past one another in the circumferential direction.

Description

AT 004 880 UlAT 004 880 Ul

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe mit einer Nabe, mit einem von der Nabe getragenen Zahnkranz, der entlang einer achs-normalen Teilungsebene in einen nabenfesten Kranzteil und in einen diesem gegenüber koaxial drehbar gelagerten Kranzring geteilt ist, und mit einer die Nabe umschließenden Ringfeder, die sich mit ihren einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden an Anschlägen einerseits des nabenfesten Kranzteiles und anderseits des Kranzringes abstützt.The invention relates to a gear for a play-free spur gear stage with a hub, with a sprocket carried by the hub, which is divided along a normal axis plane into a hub-fixed ring part and in a ring ring coaxially rotatably mounted relative thereto, and with one Ring enclosing ring spring, which is supported with its mutually opposite ends in the circumferential direction at stops on the one hand of the hub-fixed rim part and on the other hand of the rim ring.

Um eine spielfreie Stirnradstufe zur Übertragung wechselnder Drehmomente zu erhalten, ist der Einsatz von Zahnrädern mit einem entlang einer achsnormalen Teilungsebene geteilten Zahnkranz bekannt, wobei die beiden Teile, nämlich ein nabenfester Kranzteil und ein gegenüber diesem Kranzteil koaxial drehbarer Kranzring, gegeneinander federnd verspannt werden, so daß beim Eingriff eines solchen geteilten Zahnkranzes in ein Gegenrad sich die beiden Kranzteile federnd an die einander gegenüberliegenden Zahnflanken des Gegenrades spielfrei anlegen. Um die gegenseitige federnde Verspannung der beiden Kranzteile zu erreichen, wird beispielsweise bei einer Stirnradstufe zum Antrieb einer Nockenwelle für Verbrennungskraftmotoren eine die Nabe des Zahnrades umschließende Ringfeder eingesetzt, die sich mit ihren Enden an axialen Stiften einerseits des nabenfesten Kranzteiles und anderseits des Kranzringes unter einer entsprechenden Vorspannung abstützt. Die Vorspannung der Ringfeder wird dabei durch eine Drehbegrenzung des Kranzringes gegenüber dem nabenfesten Kranzteil erzielt, indem der dem nabenfesten Kranzteil zugehörige Anschlagstift den Kranzring mit einem den möglichen gegenseitigen Verdrehwinkel bedingenden Spiel durchsetzt. Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist allerdings, daß die Vorspannung der Ringfeder 2 AT 004 880 Ul durch ein gegenseitiges Verdrehen der beiden Kranzteile aufgebracht werden muß, wobei zumindest der Anschlagstift, der den Kranzring mit Spiel durchsetzt, erst dann in die Paßbohrung des nabenfesten Kranzteiles eingesetzt werden kann, wenn die Vorspannung der Ringfeder erreicht ist. Damit wird eine aufwendige Einrichtung zur Montage eines solchen Zahnrades erforderlich. Außerdem kann die Federvorspannung zwischen den beiden Kranzteilen nur in einer Drehrichtung wirksam werden.In order to obtain a play-free spur gear stage for the transmission of alternating torques, the use of gearwheels with a toothed ring divided along an axis-normal dividing plane is known, the two parts, namely a hub part fixed to the ring part and a ring ring which can be rotated coaxially relative to this ring part, being resiliently braced against one another that when such a split ring gear engages in a counter wheel, the two ring parts resiliently rest against the opposing tooth flanks of the counter wheel. In order to achieve the mutual resilient bracing of the two ring parts, for example in a spur gear stage for driving a camshaft for internal combustion engines, an annular spring enclosing the hub of the gearwheel is used, the ends of which are attached to axial pins on the one hand of the hub-fixed ring part and on the other hand of the ring ring under a corresponding one Preload is supported. The prestressing of the ring spring is achieved by limiting the rotation of the ring ring relative to the hub-fixed ring part, in that the stop pin belonging to the hub-fixed ring part passes through the ring ring with a play that causes the possible mutual angle of rotation. A disadvantage of this known construction, however, is that the preload of the ring spring 2 AT 004 880 Ul must be applied by mutually rotating the two ring parts, with at least the stop pin, which passes through the ring ring with play, only then inserted into the fitting bore of the hub-fixed ring part can be reached when the preload of the ring spring is reached. This requires a complex device for mounting such a gear. In addition, the spring preload between the two ring parts can only be effective in one direction of rotation.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß einerseits eine einfache Montage des Zahnrades sichergestellt und anderseits der Konstruktionsaufwand herabgesetzt werden kann. Darüber hinaus sollen die Voraussetzungen für eine federnde Verspannung der Kranzteile in beiden Drehrichtungen geschaffen werden.The invention is therefore based on the object of designing a gear for a play-free spur gear stage of the type described in such a way that, on the one hand, simple assembly of the gear is ensured and, on the other hand, the construction effort can be reduced. In addition, the prerequisites for resilient bracing of the crown parts in both directions of rotation are to be created.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die beiden Enden der Ringfeder unter einer Federvorspannung an wenigstens einem der gegeneinander radial versetzten, in Umfangsrichtung aneinander vorbeibewegbaren Anschläge abstützbar ist.The invention achieves the stated object in that the two ends of the ring spring can be supported under spring tension on at least one of the stops which are radially offset relative to one another and can be moved past one another in the circumferential direction.

Da die einerseits dem nabenfesten Kranzteil und anderseits dem Kranzring zugehörigen Anschläge gegeneinander radial versetzt angeordnet sind und bei einer gegenseitigen Verdrehung von Kranzteil und Kranzring aneinander vorbeibewegt werden, wird es in einfacher Weise möglich, zumindest einen der den beiden Teilen des Zahnkranzes zugeordneten Anschläge so auszugestalten, daß sich die beiden einander gegenüberliegenden Enden der Ringfeder an diesem zwischen ihnen zu liegen kommenden Anschlag beidseitig unter der gewünschten Vorspannung der Ringfeder abstützen. Die auf einem der beiden Drehkranzteile vorgespannt gehaltene Ringfeder erlaubt naturgemäß eine einfache Montage des Zahnrades, weil ja die beiden Zahnradteile unabhängig von der jeweiligen Vorspannung der Ringfeder lediglich axial zusammengefügt werden müssen. Die gemeinsame Abstützung der beiden Enden der Ringfeder an einem zwischen Ihnen vorgesehenen, einem der 3 AT 004 880 Ul beiden Teile des Zahnkranzes zugehörigen Anschlag bietet darüber hinaus die vorteilhafte Voraussetzung einer federnden Verspannung in beiden Drehrichtungen, weil ja wahlweise eine der beiden Abstützseiten des beiden Enden der Ringfeder zugeordneten Anschlages als Widerlager für die Ringfeder genützt werden kann, wenn das jeweils andere Federende durch den Anschlag des jeweils anderen Zahnkranzteiles beaufschlagt wird.Since the stops associated with the hub-fixed ring part and on the other hand with the ring ring are arranged radially offset from one another and are moved past one another when the ring part and ring ring are rotated relative to one another, it is possible in a simple manner to design at least one of the stops assigned to the two parts of the ring gear in such a way that that the two opposite ends of the ring spring are supported on this stop lying between them on both sides under the desired bias of the ring spring. The ring spring, which is preloaded on one of the two slewing ring parts, naturally allows simple assembly of the gearwheel, because the two gearwheel parts only have to be axially joined independently of the respective preload of the ring spring. The common support of the two ends of the ring spring on a stop provided between them and belonging to one of the 3 AT 004 880 Ul two parts of the ring gear also offers the advantageous prerequisite for resilient bracing in both directions of rotation, because one of the two support sides of the two ends is optional the ring spring associated stop can be used as an abutment for the ring spring when the other end of the spring is acted upon by the stop of the other sprocket part.

Besonders einfache Konstrüktionsverhältnisse ergeben sich, wenn die Anschläge aus gegeneinander radial vorstehenden Ansätzen des nabenfesten Kranzteiles und des Kranzringes bestehen, weil in diesem Fall das paßgenaue Einsetzen von Anschlagstiften entfällt, obwohl die Vorspannung der Ringfeder auf einem der beiden Teile des Zahnkranzes auch durch zwei Anschlagstifte sichergestellt werden kann, allerdings mit einem entsprechend höheren Konstruktionsaufwand.Particularly simple constructional relationships result when the stops consist of radially projecting approaches of the hub-fixed ring part and the ring ring, because in this case the fitting of stop pins is not necessary, although the prestressing of the ring spring on one of the two parts of the ring gear is also ensured by two stop pins can be, but with a correspondingly higher design effort.

Erstrecken sich die beiden Anschläge in Umfangsrichtung über einen angenähert gleichen, dem Öffnungswinkel der vorgespannten Ringfeder entsprechenden Winkelbereich, so bedarf es keiner zusätzlichen Maßnahmen zur Einnahme der für die gegenseitige federnde Verspannung der Kranzteile erforderlichen Drehlage, weil ja die gegenseitige freie Verdrehbarkeit der Teile des Zahnkranzes durch das Spiel begrenzt wird, das sich aufgrund der wirksamen Winkelerstreckungen der Anschläge und der zugehörigen Öffnungswinkel der Gegenanschläge der Ringfeder konstruktiv ergibt.If the two stops extend in the circumferential direction over an approximately the same angular range corresponding to the opening angle of the prestressed ring spring, then no additional measures are required to take the rotational position required for the mutual resilient bracing of the ring parts, because the mutual free rotatability of the parts of the ring gear results from the game is limited, which results from the effective angular extensions of the stops and the associated opening angle of the counter-stops of the ring spring.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe in einem vereinfachten Axialschnitt und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1.The subject matter of the invention is shown in the drawing, for example. 1 shows a gear according to the invention for a play-free spur gear stage in a simplified axial section, and FIG. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1.

Wie den Fig. 1 und 2 entnommen werden kann, besteht das dargestelite Zahnrad aus einer Nabe 1 und einem Zahnkranz 2, der entlang einer zur Zahnradachse senkrechten Ebene in einen nabenfesten Kranzteil 3 und einen Kranzring 4 geteilt ist, der auf der Nabe 1 drehbar lagert. Zwischen dem nabenfesten Kranzteil 3 und 4 AT 004 880 Ul dem diesem gegenüber verdrehbaren Kranzring 4 ist eine Ringfeder 5 vorgesehen, die die Nabe 1 umschließt und sich mit ihren einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden 6 an Anschlägen 7 und 8 einerseits des Kranzteiles 3 und anderseits des Kranzringes 4 abstützt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ausführungsformen sind jedoch die Anschläge 7 und 8 nicht in Umfangsrichtung hintereinander, sondern gegeneinander radial versetzt angeordnet, so daß sie bei einer gegenseitigen Verdrehung von Kranzteil 3 und Kranzring 4 aneinander vorbeibewegt werden können. Darüber hinaus bildet beispielsweise der Anschlag 7 des nabenfesten Kranzteiles 3 eine Abstützung für beide Enden 6 der Ringfeder 5, die aufgrund dieser beidseitigen Abstützung unter einer Vorspannung aufgeweitet wird. Zur Montage braucht daher die Ringfeder 5 lediglich mit Hilfe einer in die Ansatzöffnungen 9 der Ringfeder 5 eingreifenden Ringzange vorgespannt und in den nabenfesten Kranzteil 3 eingesetzt zu werden, wo die Ringfeder 5 unter der durch den Anschlag 7 bedingten Vorspannung abgestützt gehalten wird. Der Kranzteil 4 kann nunmehr ohne Behinderung durch die vorgespannte Ringfeder 5 axial auf die Nabe 1 aufgesteckt und beispielsweise mit einem Sprengring 10 axial gesichert werden. Der dem Kranzring 4 zugehörige Anschlag 8 greift dabei zwischen die Enden 6 des Federringes 5 ein, wie dies der Fig. 2 entnommen werden kann. Aufgrund der konstruktiv vorgebbaren Abmessungen der Anschläge 7 und 8 sowie der zugehörigen Gegenanschläge 11 an den Enden 6 der Ringfeder 5 können die Spiele an die jeweils geforderten Verhältnisse angepaßt werden.As can be seen from FIGS. 1 and 2, the illustrated gear consists of a hub 1 and a ring gear 2 which is divided along a plane perpendicular to the gear axis into a hub part 3 and a ring ring 4 which is rotatably supported on the hub 1 . Between the hub-fixed ring part 3 and 4 AT 004 880 Ul the ring ring 4 which is rotatable relative to this, an annular spring 5 is provided which surrounds the hub 1 and with its mutually opposite ends 6 at stops 7 and 8 on the one hand of the ring part 3 and on the other hand Wreath ring 4 supports. In contrast to conventional embodiments, however, the stops 7 and 8 are not arranged one behind the other in the circumferential direction, but rather radially offset from one another, so that they can be moved past one another when the ring part 3 and ring ring 4 are rotated relative to one another. In addition, for example, the stop 7 of the hub-fixed rim part 3 forms a support for both ends 6 of the ring spring 5, which is expanded under a pretension due to this support on both sides. For assembly, the ring spring 5 therefore only needs to be prestressed with the aid of ring pliers engaging in the attachment openings 9 of the ring spring 5 and inserted into the hub-fixed ring part 3, where the ring spring 5 is held supported under the prestress caused by the stop 7. The ring part 4 can now be axially attached to the hub 1 without hindrance by the prestressed ring spring 5 and axially secured, for example, with a snap ring 10. The stop 8 associated with the ring 4 engages between the ends 6 of the spring ring 5, as can be seen in FIG. 2. Because of the structurally definable dimensions of the stops 7 and 8 and the associated counter-stops 11 at the ends 6 of the ring spring 5, the games can be adapted to the conditions required in each case.

Wird das beschriebene Zahnrad in einer spielfreien Stirnradstufe eingesetzt, so werden beim Eingriff in das Gegenrad die beiden Teile 3 und 4 des Zahnkranzes 2 aufgrund der zum Einführen der Zähne des Zahnkranzes 2 in die Lücken des Gegenrades erforderlichen gegenseitigen Verdrehung dieser Teile 3 und 4 gegeneinander federnd verspannt, wobei die Teile 3 und 4 des Zahnkranzes 2 federnd an die einander gegenüberliegenden Gegenflanken der Zähne des Gegenrades spielfrei angedrückt werden. Bei der durch das Einführen in die Gegenzahnung bedingten gegenseitigen Verdrehung von Kranzteil 3 und Kranzring 4 bilden jeweils einander in Umfangsrichtung gegenüberliegende Anschlagseiten der Anschläge 7 und 8 die jeweiligen Widerlager für die Enden 6 der Ringfeder 5. 5 AT 004 880 UlIf the gear described is used in a backlash-free spur gear stage, the two parts 3 and 4 of the ring gear 2 become resilient when engaging in the counter gear due to the mutual rotation of these parts 3 and 4 against one another which is necessary for inserting the teeth of the gear ring 2 into the gaps of the counter gear clamped, the parts 3 and 4 of the ring gear 2 are resiliently pressed against the opposite flanks of the teeth of the counter wheel. In the case of the mutual rotation of the crown part 3 and the crown ring 4 caused by the insertion into the counter-toothing, stop sides of the stops 7 and 8, which are opposite one another in the circumferential direction, form the respective abutments for the ends 6 of the ring spring 5. 5 AT 004 880 Ul

Nach der Fig. 2 ist in diesem Zusammenhang eine Verdrehung des Kranzringes 4 gegenüber dem Kranzteil 3 entgegen dem Uhrzeigersinn strichpunktiert angedeutet. Die dadurch bedingte Verlagerung des Anschlages 8 bedingt ein Aufweiten der Ringfeder 5, was mit der angestrebten, federnden Verspannung der beiden Teile 3 und 4 des Zahnkranzes 2 einhergeht. Aus dieser Darstellung ist außerdem unmittelbar ersichtlich, daß eine gleiche federnde Verspannung der beiden Kranzteile 3 und 4 des Zahnkranzes im Gegensinn erreicht werden kann, ohne konstruktive Umgestaltungen vornehmen zu müssen. 6According to FIG. 2, a rotation of the crown ring 4 with respect to the crown part 3 in the counterclockwise direction is indicated by dash-dotted lines in this connection. The resulting displacement of the stop 8 causes a widening of the ring spring 5, which is associated with the desired spring tension of the two parts 3 and 4 of the ring gear 2. From this representation it is also immediately apparent that the same elastic tension of the two ring parts 3 and 4 of the ring gear can be achieved in the opposite direction without having to make any structural changes. 6

Claims

AT 004 880 Ul claims 1. Gear for a backlash gear stage with a hub, with a sprocket carried by the hub, which is divided along a normal axis of division into a hub-fixed rim part and into a rim ring coaxially rotatably mounted relative thereto, and with a hub enclosing ring spring, which is supported with its mutually opposite ends in the circumferential direction at stops on the one hand of the hub-fixed ring part and on the other hand of the ring ring, characterized in that the two ends (6) of the ring spring (5) under a spring preload on at least one of the radially offset one another, Stops (7, 8) which can be moved past one another in the circumferential direction can be supported.

2. Gear according to claim 1, characterized in that the stops (7, 8) consist of mutually radially projecting approaches of the hub-fixed ring part (3) and the ring ring (4).

3. Gear according to claim 1 or 2, characterized in that the two stops (7, 8) extend in the circumferential direction over an approximately the same, the opening angle of the pretensioned in the assembled rotational position ring spring (5) corresponding angular range. 7