專利名稱：帶驅(qū)動的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動系統(tǒng)，特別是用于內(nèi)燃發(fā)動機的驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及驅(qū)動系統(tǒng)，特別是用于內(nèi)燃發(fā)動機的驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)包括通過 至少一個驅(qū)動裝置連接在一起的驅(qū)動齒輪和至少一個從動齒輪，及與從動齒輪設(shè)置在同一 個軸上的輔助輪(further wheel)，以及設(shè)置在平衡軸上的平衡軸輪和設(shè)置在相同的平衡 軸上的配重，輔助輪連接到平衡軸輪以便輔助輪驅(qū)動平衡軸輪，配重和圓周封裝元件設(shè)置 在帶驅(qū)動平面中與驅(qū)動裝置永久接合。 這種驅(qū)動系統(tǒng)是已知的。例如，該驅(qū)動系統(tǒng)可以用來驅(qū)動輔助單元，如油泵，例如 通過驅(qū)動裝置將分配給曲軸的驅(qū)動齒輪的旋轉(zhuǎn)傳遞到分配給輔助單元的從動齒輪，以便驅(qū) 動所述油泵。對內(nèi)燃發(fā)動機的主驅(qū)動(曲軸/凸輪軸)使用該驅(qū)動系統(tǒng)也是已知的，然而， 其中電動馬達通過驅(qū)動裝置(例如齒帶)驅(qū)動循環(huán)滾柱絲桿(recirculating ball screw) (帶驅(qū)動、電動動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng))的系統(tǒng)也是如此。 循環(huán)鏈或循環(huán)帶特別是齒帶基本上用作驅(qū)動裝置。齒驅(qū)動帶基本上有利地用作機 動車輛和內(nèi)燃發(fā)動機的驅(qū)動裝置。具體地，齒帶的使用具有明顯的增加，齒帶也可以稱為 同步帶，即在潮濕的環(huán)境中為包含油的同步帶。在此驅(qū)動系統(tǒng)容納在包含潤滑劑或油的殼 體中。例如，驅(qū)動齒輪是分配給曲軸且在油槽中旋轉(zhuǎn)的齒輪。這些"濕運轉(zhuǎn)"齒帶例如不僅 用于主驅(qū)動而且用于驅(qū)動輔助單元如油泵。在主驅(qū)動的情況下，使用相對精致和高成本的 張緊系統(tǒng)張緊齒帶。出于成本原因，用于主驅(qū)動的那些張緊系統(tǒng)當(dāng)前不用于驅(qū)動輔助單元。 "濕運行"齒帶驅(qū)動而沒有合適的預(yù)張緊，然而，具有相當(dāng)受損的動力學(xué)特征，例如在從驅(qū)動 齒輪向從動齒輪傳輸扭矩中，導(dǎo)致齒帶服務(wù)壽命較短。在驅(qū)動系統(tǒng)的"最壞的情況"或驅(qū)動 系統(tǒng)操作故障中，驅(qū)動裝置或齒帶在特定情況下偏離或在特定區(qū)域偏出齒輪凹槽。這導(dǎo)致 齒帶跳齒且導(dǎo)致驅(qū)動系統(tǒng)中的控制損耗。 此外在互相嚙合的齒輪上的齒的拍擊振動造成不期望的運轉(zhuǎn)噪聲。齒拍擊振動自 然還對齒輪及驅(qū)動系統(tǒng)的服務(wù)壽命具有有害的影響。 驅(qū)動裝置因此應(yīng)該合適地張緊，以便確保驅(qū)動裝置的安靜運轉(zhuǎn)，而沒有晃動和嚴
重的磨損。為此經(jīng)常使用預(yù)張緊驅(qū)動裝置的張緊系統(tǒng)。這包括例如具有常規(guī)輪的指輪張緊
裝置(finger tensioning device)，常規(guī)輪可旋轉(zhuǎn)地支撐在轉(zhuǎn)動指輪的自由端且在驅(qū)動齒
輪和從動齒輪之間的區(qū)域中壓住驅(qū)動裝置，以便給予驅(qū)動裝置期望的預(yù)張緊。 盡管面向張緊裝置的驅(qū)動裝置的一側(cè)(也稱為股(strand))上的這種張緊系統(tǒng)用
來通過預(yù)張緊防止晃動和支撐接觸于張緊裝置，以便張緊系統(tǒng)更平滑地運行，但是缺點是
盡管驅(qū)動裝置的張緊保持驅(qū)動裝置拉緊，但驅(qū)動裝置在驅(qū)動齒輪和從動齒輪之間在遠離張
緊裝置的另一股會晃動。晃動會造成驅(qū)動裝置與平衡軸上的旋轉(zhuǎn)的配重進行意外接觸。這
可以通過提供對應(yīng)于第一張緊裝置的第二張緊裝置且在遠離張緊裝置的一股上壓住驅(qū)動
裝置消除。然而，這具有缺點即導(dǎo)致的張緊系統(tǒng)包括較大數(shù)目的構(gòu)件，這較大地增加張緊系統(tǒng)的重量、敏感性及成本。 為防止在驅(qū)動裝置和配置之間的不期望的接觸，即在驅(qū)動裝置中的配重的不受控 的接合，申請人發(fā)現(xiàn)在平衡軸上的配重可以設(shè)置在驅(qū)動裝置的平面中，配重設(shè)置為輪形，與 驅(qū)動裝置接合。這樣的改進在實踐中被證實是成功的，因為這特意地在驅(qū)動裝置中產(chǎn)生平 衡軸的輪形配重的受控的永久接合。然而，在此可察覺到齒輪的不期望的拍擊振動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)因此是提供上述類型的驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)盡管具有緊湊的結(jié)構(gòu) 但仍防止齒輪拍擊振動同時避免上述的缺點。 根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)通過一種特別是用于內(nèi)燃發(fā)動機的驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)，該驅(qū)動系 統(tǒng)包括通過驅(qū)動裝置連接在一起的驅(qū)動齒輪和至少一個從動齒輪，及與從動齒輪設(shè)置在同 一個軸上的輔助輪，以及平衡軸輪和與平衡軸輪設(shè)置在同一個平衡軸上的配重，輔助輪連 接到平衡軸輪以便通過輔助輪驅(qū)動平衡軸輪，設(shè)置在帶驅(qū)動平面中的配重與驅(qū)動裝置接 合，配重和圓周封裝元件設(shè)計有共同的外直徑，以便配重與圓周封裝元件的圓周速度不同 于驅(qū)動裝置的運轉(zhuǎn)速度。 驅(qū)動齒輪、從動齒輪及驅(qū)動裝置一起形成稱為"帶驅(qū)動"的一個單元，該"帶驅(qū)動"
放置在稱為"帶驅(qū)動平面"的一個共同的平面中。輔助輪和平衡軸輪一起形成稱為"輪驅(qū)動"
的單元，該輪驅(qū)動放置一個共同的輪驅(qū)動平面中。輪驅(qū)動平面和帶驅(qū)動平面彼此平行設(shè)置。
在本發(fā)明的背景中輪驅(qū)動平面可以設(shè)置在帶驅(qū)動平面之前或之后。驅(qū)動系統(tǒng)例如可以用來
驅(qū)動冷卻劑泵、油泵、燃料泵、機械增壓器、交流發(fā)電機或動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓泵。 在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)中，確保使用現(xiàn)有的平衡軸通過配重與圓周封裝元件偏
離并因此導(dǎo)向驅(qū)動裝置。該導(dǎo)向在驅(qū)動裝置中產(chǎn)生受控的接合且防止驅(qū)動裝置在橫向上的
不期望的移動。在此僅有必要將配重與圓周封裝元件定位于平衡軸上。驅(qū)動裝置的平滑導(dǎo)
向因此通過極其簡單的方式實現(xiàn)。此外，圓周封裝元件特別有利于防止油濺出。 此外，在包括平衡軸輪和輔助輪的輪對或齒輪對之間的顫動意外地減少，一對齒
輪相對于彼此自由移動的范圍因此減少，例如即減少了任何的齒間隙，且嚙合的齒輪保持
在一起不運動。 配重可以與平衡軸輪集成形成。這具有降低敏感性和低維修成本的優(yōu)點，因為具 有較少的部件特別是移動部件。然而，配重還有可能形成在平衡軸輪上。在該情況中，配重 可以進入帶驅(qū)動平面的方式伸出輪驅(qū)動平面。 配重和平衡軸輪優(yōu)選地可以形成為彼此分離的兩個部件。例如在該情況中這些可 以彼此分離重新放置且可以沿著平衡軸彼此間隔一定距離。配重改進為圓弧實施例是可行 的，例如有可能設(shè)計圓周封裝元件為相應(yīng)的適合的圓弧蓋以便形成可以連接在一起的圓形 部分。在該方面理想地根據(jù)本發(fā)明的概念提供合成材料(例如塑料)和鋼鐵的組合、只有 鋼鐵或只有合成材料(例如塑料)形成配重和圓周封裝元件。 配重和圓周封裝元件有利地具有圓形外圍。這確保在配重和從動齒輪之間的帶驅(qū)
動平面中驅(qū)動裝置的均勻的導(dǎo)向并因此確保驅(qū)動裝置的平滑的運轉(zhuǎn)而沒有晃動。 配重與圓周封裝元件一起具有增強的功能，這組成具有驅(qū)動裝置的平滑運轉(zhuǎn)特征
的緊湊結(jié)構(gòu)。
配重的不平衡在該情況中優(yōu)選地通過配重中的凹陷或切口獲得。在其尺寸和分布 中，這些凹陷或切口以這樣的方式有意地形成在配重中產(chǎn)生預(yù)定的不平衡。這意味著相比 較于常規(guī)的配重，該配重的不平衡通過非對稱的外形產(chǎn)生，實現(xiàn)不平衡同時保留圓形外形 (配重與圓周封裝元件)。 為補償在輔助輪和平衡軸輪之間的齒間隙，例如，輔助輪有利地支撐靠著平衡軸 輪。 該支撐意外地以配重和設(shè)置在配重上的圓周封裝元件的圓周速度不同于即大于 或小于驅(qū)動裝置的運轉(zhuǎn)速度實現(xiàn)，以便平衡軸輪相對于輔助輪支撐。這可以有意地通過配 重和圓周封裝元件的直徑設(shè)定。在此必須考慮驅(qū)動裝置的厚度。配重和圓周封裝元件的直 徑必須不能過大，以免過重地壓在驅(qū)動裝置上。另一方面若直徑過小，驅(qū)動裝置將不再支撐 在配重與圓周封裝元件的外圓周上，這損害導(dǎo)向且會導(dǎo)致晃動。從而以通過與驅(qū)動裝置的 摩擦接合兩者相互作用形成構(gòu)件且還會導(dǎo)致不同于驅(qū)動裝置的運轉(zhuǎn)速度的圓周速度這樣 的方式調(diào)節(jié)配重與圓周封裝元件的直徑。 此外，驅(qū)動裝置可以通過特別是在相對于平衡軸輪定位的驅(qū)動裝置的一股上的至 少一個輔助張緊裝置張緊。 如下的


中公開了本發(fā)明的其他有利的改進。

圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)； 圖2示出提供有平衡軸輪且承載配重的平衡軸的透視圖； 圖3詳細示出圓周封裝元件的示例。
具體實施例方式
在各種附圖中，相同的部件提供有相同的附圖標(biāo)記，為此這些部件基本上僅描述一次。 圖1示出驅(qū)動系統(tǒng)1。驅(qū)動系統(tǒng)1包括通過驅(qū)動裝置4連接在一起的驅(qū)動齒輪2 和從動齒輪3。這些在一起形成放置在一個共同的帶驅(qū)動平面中的帶驅(qū)動5。
在所示的示例實施例中驅(qū)動齒輪2為分配給內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸(未示出)的齒 輪，此后稱為曲軸齒輪2。從動齒輪3為分配給輔助單元如機動車輛的油泵的齒輪，此后稱 為油泵齒輪3。驅(qū)動裝置4設(shè)置為齒帶4，也稱為同步帶。齒帶4包括具有齒7的有齒側(cè)6 和相對于有齒側(cè)6的外側(cè)8。 連接到平衡軸輪10的輔助輪9與油泵齒輪3同軸地設(shè)置在軸(未示出)上。平 衡軸輪10設(shè)置在平衡軸16(圖1中未示出，見圖2)上。輔助輪9和平衡軸輪10 —起形成 放置在輪驅(qū)動平面中的輪驅(qū)動。輪驅(qū)動平面平行于帶驅(qū)動平面定位，相對于帶驅(qū)動平面偏置。 為補償內(nèi)燃發(fā)動機造成的任何不平衡，平衡軸16承載至少一個配重11。然而，不 脫離本發(fā)明的范圍配重11還可以僅分配給平衡軸輪IO，但具體地可以與其集成形成。配 重11與油泵齒輪3、曲軸齒輪2、及齒帶4 一起至少定位在帶驅(qū)動平面中，這在下文更詳細 分析。
5
在該示例實施例中，在圖1中所示的視圖中，輪驅(qū)動平面定位在帶驅(qū)動平面之前。 然而，為不脫離本發(fā)明的范圍，取決于驅(qū)動系統(tǒng)1和任何其他的構(gòu)件的空間設(shè)置，輪驅(qū)動平 面還可以定位在帶驅(qū)動平面之后。 配重11具有不平衡，因為有意地在配重11中形成導(dǎo)致在配重11內(nèi)部非旋轉(zhuǎn)對稱 重量分布的凹陷或切口。 在配重11和油泵齒輪3之間的軸承區(qū)域中，配重11的外圓周12(與圓周封裝元 件17 —起)接觸齒帶4的外側(cè)8，以便在配重11和油泵齒輪3之間的該區(qū)域中的齒帶4由 這些構(gòu)件(帶驅(qū)動平面)導(dǎo)向。如圖所示，齒帶4通過配重11移向或可控地偏向從動齒輪 3。 為實現(xiàn)齒帶4的張緊，在該示例實施例中帶驅(qū)動5還具有可以是常規(guī)的反向滑輪 14的張緊裝置13。這通過指輪壓住齒帶4的外側(cè)8。若隨著時間齒帶4在縱向上伸長，指 輪支撐以便可以調(diào)節(jié)反向滑輪14以進一步壓住齒帶4，以便再次增加齒帶4的張緊。
設(shè)計帶驅(qū)動5和齒輪驅(qū)動的傳動比以便平衡軸16以與曲軸相同的角速度旋轉(zhuǎn)但 與曲軸方向相反。配重11與圓周封裝元件17 —起設(shè)計在其外直徑以便形成的構(gòu)件的圓周 速度(配重11與圓周封裝元件17 ;圖2)不同于齒帶4的運轉(zhuǎn)速度，以便平衡軸輪10相對 于輔助輪9支撐。 在下文描述通過示例表示的驅(qū)動系統(tǒng)1的工作原理。 作為驅(qū)動齒輪2的曲軸齒輪2通過驅(qū)動裝置4或齒帶4驅(qū)動作為從動齒輪3的油 泵齒輪3。例如，齒輪2和齒輪3兩者在順時針方向上旋轉(zhuǎn)。與油泵齒輪3—起定位在一個 軸上的輔助輪9或齒輪9以與油泵齒輪3相同的角速度旋轉(zhuǎn)，且驅(qū)動平衡軸輪10。平衡軸 輪10因此例如在逆時針方向上旋轉(zhuǎn)。配重11與平衡軸輪10 —起設(shè)置在平衡軸16上，因 此例如在逆時針方向上以與平衡軸輪10相同的角速度旋轉(zhuǎn)。 張緊裝置13在曲軸齒輪2和油泵齒輪3之間保持齒帶4張緊。盡管如此在相對 于張緊裝置13定位的一股中的齒帶4仍具有晃動的趨勢。這通過驅(qū)動系統(tǒng)1防止，因為在 油泵齒輪3和配重11之間的齒帶4由支撐在油泵齒輪3上的有齒側(cè)6和支撐在配重盤11 或其外圓周12上的外側(cè)8導(dǎo)向。齒帶4在自由長度15上的任何晃動即擺動因此可以通過 導(dǎo)向或偏離來防止或至少減少。此外，齒帶4在相對于張緊裝置13定位的齒帶4的一側(cè)上 張緊。 在優(yōu)選的實施例中，調(diào)節(jié)例如減少配重與圓周封裝元件17的直徑及因此形成的 構(gòu)件的周長，以便對于相同的角速度(相對于平衡軸16和平衡軸輪10)在形成的構(gòu)件的圓 周速度(配重11與圓周封裝元件17—起)和齒帶4的運轉(zhuǎn)速度之間產(chǎn)生差。輔助輪9和 平衡軸輪10通過在配重11與圓周封裝元件17和齒帶4之間產(chǎn)生的摩擦相對于彼此支撐。 這例如用來消除或至少減少在輔助輪9和平衡軸輪10之間的齒間隙。這防止或至少減少 齒輪對9、 10的任何不期望的顫動或拍擊振動且產(chǎn)生較平滑的運行。 圖2示出承載平衡軸輪10和配重11的平衡軸16的前端。在所示的示例實施例 中配重11設(shè)置為圓弧突起，該圓弧突起在一方面設(shè)置在平衡軸輪10的暴露端面18上而相 對于此在平衡軸輪10的軸側(cè)端面19上。在此方面配重11的一部分設(shè)置在輪驅(qū)動平面之 前而相對部分在帶驅(qū)動平面中。圓周封裝元件17分配給設(shè)置在帶驅(qū)動平面中的配重11的 部分以便形成構(gòu)件，該構(gòu)件具有合適地形成的外圓周。合適地設(shè)計圓周封裝元件17以便其通過圓弧配重11填充圓形切口的整個圓周的剩余部分。 在優(yōu)選的實施例中，設(shè)置在平衡軸輪10的暴露端面18上的配重11的部分可以等 同于設(shè)置在帶驅(qū)動平面中的配重11的相對部分的圓弧設(shè)計，該部分可能具有更寬的設(shè)計， 具體地以便配合驅(qū)動裝置4。然而，配重11的兩側(cè)設(shè)置有不同的圓弧設(shè)計以便在配重的一 側(cè)的圓周方向上看大于或小于配重11的另一側(cè)也是可行的。圓周封裝元件17可以是配合 于此的設(shè)計以便產(chǎn)生共同的外圓周(整個圓)。 配重11和圓周封裝元件17有多個圓弧組成。圖3表示可以稱為圓弧蓋的圓周封 裝元件17。配重11和圓周封裝元件17可以由不同材料形成。鋼鐵和合成材料(例如塑 料)的組合也是可行的。自然地兩個構(gòu)件由同一種材料即例如只有鋼鐵或只有合成材料形 成也是可行的。配重11與圓周封裝元件17 —起還可以自然地一體集成形成。
然而，本發(fā)明的實質(zhì)是可以調(diào)節(jié)配重11與圓周封裝元件17 —起的外直徑即因此 形成的構(gòu)件的外直徑，以便形成的構(gòu)件的圓周速度不同于齒帶4的運轉(zhuǎn)速度。因為平衡軸 輪10由輔助輪或齒輪9驅(qū)動，兩者以及配重11與圓周封裝元件17 —起具有相同的角速度。 圓周速度還可以稱為帶網(wǎng)速度(belt web speed)。
權(quán)利要求
一種特別是用于內(nèi)燃發(fā)動機的驅(qū)動系統(tǒng)(1)，所述驅(qū)動系統(tǒng)(1)包括通過驅(qū)動裝置(4)連接在一起的驅(qū)動齒輪(2)和至少一個從動齒輪(3)，及與從動齒輪(3)設(shè)置在同一個軸上的輔助輪(9)，以及平衡軸輪(10)和與平衡軸輪(10)設(shè)置在同一個平衡軸上的配重(11)，輔助輪(9)連接到平衡軸輪(10)以便通過輔助輪(9)驅(qū)動平衡軸輪(10)，設(shè)置在帶驅(qū)動平面(5)中的配重(11)與驅(qū)動裝置(4)接合，其中配重(11)和圓周封裝元件(17)一起設(shè)計有外直徑以便配重(11)與圓周封裝元件(17)的圓周速度不同于驅(qū)動裝置(4)的運轉(zhuǎn)速度。
2. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，平衡軸輪(10)相對于輔助輪(9)支撐，配重(11)與圓周封裝元件(17)的直徑使得配重(11)與圓周封裝元件(17)的圓周速度大于驅(qū)動裝置(4)的運轉(zhuǎn)速度。
3. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，平衡軸輪(10)相對于輔助輪(9)支撐，配重(11)與圓周封裝元件(17)的直徑使得配重(11)與圓周封裝元件(17)的圓周速度小于驅(qū)動裝置(4)的運轉(zhuǎn)速度。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶驅(qū)動。提供一種特別是用于內(nèi)燃發(fā)動機的驅(qū)動系統(tǒng)(1)，所述驅(qū)動系統(tǒng)(1)包括通過驅(qū)動裝置(4)連接在一起的驅(qū)動齒輪(2)和至少一個從動齒輪(3)，及與從動齒輪(3)設(shè)置在同一個軸上的輔助輪(9)，以及平衡軸輪(10)和與平衡軸輪(10)設(shè)置在同一個平衡軸上的配重，輔助輪(9)連接到平衡軸輪(10)以便通過輔助輪(9)驅(qū)動平衡軸輪(10)，設(shè)置在帶驅(qū)動平面(5)中的配重(11)與驅(qū)動裝置(4)接合，配重(11)和圓周封裝元件(17)一起設(shè)計有外直徑以便配重(11)與圓周封裝元件(17)的圓周速度不同于驅(qū)動裝置(4)的運轉(zhuǎn)速度。本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)具有緊湊的結(jié)構(gòu)，并能防止齒輪拍擊振動。
文檔編號F16H7/02GK101713450SQ20091020520
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者伯恩德·斯泰納, 托爾斯滕·克盧格, 沃爾特·布盧姆 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司