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Die
Erfindung betrifft einen Endlostrieb mit den im Oberbegriff des
Patentanspruches 1 genannten Merkmalen.
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Allgemein
vorbekannt sind Kettentriebe, beispielsweise zum Antrieb von Nockenwellen
oder Nebenaggregaten für
Brennkraftmaschinen, mit leertrumseitig angeordnetem Kettenspanner
sowie zugtrumseitiger Führungsschiene,
zur Begrenzung der auftretenden Querschwingungen im Trum. Durch
den Einsatz von Kettenführungsschienen
und Kettenspannern entstehen beim Ab- und Aufrollen der Kette vom
Kettenblatt aufgrund des Polygoneffekts störende Geräusche. Aus dem Stand der Technik
ist eine Vielzahl der Ausbildung von Kettenspannern und Kettenführungsschienen
vorbekannt, mit der die auftretenden Kettenschwingungen und die
damit verbundene Geräuschbildung
vermindert werden sollen.
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Aus
der
DE 44 43 095 C2 ist
ein Kettentrieb mit einer leertrumseitig angeordneten Spannschiene und
einer zugtrumseitig angeordneten Kettenführungsschiene bekannt. Die
Spannschiene ist schwenkbar gelagert und wird mittels einer Kettenspannvorrichtung
gegen die Kette gedrückt.
Die Kettenspanneinrichtung besteht aus einem Zylinder mit darin
hin- und her bewegbar gelagertem Kolben. Der Kolben wird mittels
mechanischer Federvorspannung und hydraulischer Abstützung gegen
die Spannschiene gepresst. Dabei erfolgt durch das Federelement
und dem mit Hydraulikdruck beaufschlagtem Kolben eine Spannung der
Kette, während
durch eine Spaltströmung
zwischen Kolben und Gehäuse
eine Dämpfung
der Kettenschwingungen erfolgt.
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Nachteilig
bei dieser Ausführung
ist, dass zur Entfaltung der vollständigen Spann- und Dämpfungskräfte die
Spannvorrichtung mit einem Öldruck
beaufschlagt werden muss, der über
dem Motorölkreislauf
erzeugt wird. Während
des Startvorganges des Motors können
die tatsächlich
benötigten
Spann- und Dämpfungskräfte nicht über die
Spannvorrichtung in die Kette eingeleitet werden, da zu diesem Zeitpunkt der Öldruck noch
nicht vollständig
aufgebaut wurde. Außerdem
wird der Motorölkreislauf
zur Erzeugung des für
die Spannvorrichtung benötigten Öldrucks
zusätzlich
belastet.
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Aus
der
DE 199 59 521
A1 ist ein Kettentrieb bekannt, bei der jeweils um einen
Anlenkpunkt, schwenkbar im Zugtrum, eine durch einen Aktor verstellbare
Spannschiene und im Leertrum eine durch einen Kettenspanner verschwenkbare
Führungsschiene,
angeordnet ist. Zur dynamischen Beeinflussung der Spannung der Kette
im Zugtrum wird der Aktor zur Verlagerung der Spannschiene von einem Steuergerät angesteuert.
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Nachteilig
hierbei ist der verhältnismäßig hohe
und teure Aufwand zur Beeinflussung der Spannung im Zugmittel. Außerdem benötigt diese Vorrichtung
relativ viel Bauraum, so dass die Kurbelgehäusedurchlüftung negativ beeinflusst wird.
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Aus
der
DE 198 56 705
A1 ist eine am Zug- und Leertrum angeordnete Führungseinrichtung
für eine
Kette eines Kettentriebes vorbekannt, an deren Enden jeweils elastische
Spangenbögen
zur Aufnahme der von der Kette erzeugten Schwingungen angeordnet
sind. Die Befestigung der Führungseinrichtungen
an der Stirnwand des Zylinderkopfgehäuses und des Kurbelwellengehäuses erfolgt über die
am Ende der Spangenbögen
angeordneten Befestigungspunkte. Durch die Federwirkung der Spangenbögen werden
die Führungselemente
gegen die Kette gedrückt,
wodurch die Kette gespannt und Querschwingungen durch die profiliert
ausgebildeten Führungselemente
vermieden werden.
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Nachteilig
ist, dass die Spannung der Kette und die Dämpfung der Kettenschwingungen
nur durch die Federkonstante der Spangenbögen erfolgt. Eine gezielte
Dämpfung
der Kettenschwingungen durch entsprechend gewählte Materialeigenschaften oder
zusätzliche
Dämpfungselemente
erfolgt hierbei nicht.
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Aus
der
DE 198 49 886
A1 ist ein Riementrieb zum Antrieb von Nebenaggregaten
einer Brennkraftmaschine vorbekannt, bei dem die Spannung der Kette
durch eine federbelastete Spannrolle erfolgt. Zur Übertragung
von Drehmomenten in beiden Drehrichtungen der Riemenscheibe sind
am Lasttrum und am Leertrum Spannrollen angeordnet, die sich gegenseitig
elastisch durch eine Zugfeder abstützen.
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Nachteilig
bei dieser Lösung
ist, dass durch die Spannrollen nur punktförmig die Spannkräfte auf die
Kette übertragen
werden. Um Kettenschwingungen und ein Schlagen der Kette zu vermeiden,
sind dabei höhere
Spannkräfte
aufzubringen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch die
lose gelagerten Spannrollen das System Spannrollen, Feder und Kette
insgesamt zu Eigenschwinungen neigt. Diese Schwingungen wirken sich
negativ auf den Riementrieb aus.
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Aus
der
US 5,000,724 ist
ein Kettentrieb vorbekannt, bei dem ebenfalls zur Übertragung
von Drehmomenten in beiden Drehrichtungen des Kettenrads am Lasttrum
und am Leertrum Führungsblöcke angeordnet
sind, die zur Spannung der Kette durch ein elastisches Band verspannt
werden. Auch bei dieser Ausführung
können
Schwingungen der Spannvorrichtung mit der Kette nicht ausgeschlossen
werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Endlostrieb, insbesondere
für den
Antrieb von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, zu schaffen,
der eine platzsparende und einfache Bauart aufweist und mit dem
unabhängig
vom Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine, eine für den Betrieb des
Endlostriebes nahezu optimales Spannen des Zugmittels bei gleichzeitiger
Schwingungsdämpfung erfolgt.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß erfolgt
das Spannen des Zugelements eines Endlostriebes durch ein gemeinsames
zueinander Verschwenken einer schwenkbar am Leertrum des Endlostriebes
angeordneten Spannschiene und einer schwenkbar am Zugtrum des Endlostriebes
angeordneten Führungsschiene, durch
eine zugkraftaufbringende Spannvorrichtung, die im Abstand von den
Schwenkpunkten zwischen der Führungs- und Spannschiene
angeordnet ist. Die Dämpfung
der auftretenden Schwingungen des Zugelements erfolgt durch ein
Dämpfungsglied,
das beabstandet von dem jeweiligen Anlenkpunkt an der Spannschiene
und/oder Führungsschiene
angeordnet ist. Die Spannvorrichtung ist vorzugsweise als eine zwischen
der Spann- und Führungsschiene
angreifende Zugfeder.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht
darin, dass durch die zwischen der Führungs- und Spannschiene angeordnete
zugkraftaufbringende Spannvorrichtung, sowohl der Zug- als auch
der Leertrum gleichmäßig und über die
gesamte Länge
vorgespannt wird. Durch die um die Anlenkpunkte schwenkbar gelagerte
Führungs-
und Spannschiene und deren Kopplung mit der Spannvorrichtung, wird
die Führungsschiene
und die Spannschiene, entsprechend der jeweilig herrschenden Spannung
im Zugelement, verschwenkt. Dabei wird die am Leertrum angeordnete
Spannschiene, aufgrund der geringeren Zugmittelspannung, um einen
größeren Schwenkwinkel
verschwenkt als die Führungsschiene.
Auftretende Längendehnungen
des Zugelements während
des Betriebs des Endlostriebes können
durch die Spanneinrichtung, die vorzugsweise eine Zugfeder ist,
ausgeglichen werden.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass zum Spannen des Zugelements
kein Öldruck
benötigt wird,
wodurch der Motorölkreislauf
insgesamt entlastet wird. Auch beim Startvorgang des Motors liegt
die gewünschte
Zugmittelspannung bereits an. Sie ist nicht mehr abhängig vom
aufzubauenden Öldruck des
Motorkreislaufes, der während
des Startvorganges noch nicht seine volle Größe und Leistung bringt. Durch
die zwischen Führungs-
und Spannschiene angeordnete Spanneinrichtung wird außerdem Bauraum
gespart, so dass eine bessere Durchlüftung des Kurbelgehäuses erfolgen
kann.
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Durch
das an der Führungs-
und/oder Spannschiene angeordnete Zug- oder Druckkräfte aufnehmende
Dämpfungsglied
werden auftretende Zugmittelschwingungen, wie Drehschwingungen,
in beide Richtungen gedämpft.
Durch die Verbindung der Führungsschiene
mit der Spannschiene über
die Spanneinrichtung, werden auch die Schwingungen im Leer- als
auch im Zugtrum gedämpft.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben,
sie werden in der Beschreibung zusammen mit ihren Wirkungen erläutert.
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Anhand
von Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend an Ausführungsbeispielen
näher beschrieben.
In den dazugehörigen
Zeichnungen zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung,
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2:
ein Variante der erfindungsgemäßen und
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3:
eine perspektivische Detaildarstellung gemäß 1.
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Die
erfindungsgemäße Lösung wird
erläutert am
Beispiel eines Kettentriebs, wie er zum Antrieb von Hilfsaggregaten
einer Brennkraftmaschine verwendet wird. Die beschriebe Lösung ist
einsetzbar für alle
Endlostriebe und für
alle möglichen
Zugelemente, wie beispielsweise Ketten, Riemen und dergleichen.
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Der
in 1 dargestellte Kettentrieb besteht aus wenigstens
zwei Kettenrädern,
die über
ein umlaufendes Zugelement 8, in diesem Fall einer Kette, miteinander
verbunden sind. Dabei ist ein Kettenrad als Antriebsrad 1 und
wenigstens eins als Abtriebsrad 2 ausgebildet. Am Leertrum
des Endlostriebs ist eine an sich bekannte Spannschiene 7 angeordnet, die
um einen Anlenkpunkt 4 schwenkbar ist. Am Zugtrum des Endlostriebs
ist zur Führung
des Zugelements 3 eine Führungsschiene 6 angeordnet,
die schwenkbar um einen Anlenkpunkt 5 am Zylinderkopfgehäuse angelenkt
ist. Die Anlenkpunkte 4 und 5 der Spannschiene 7 und
der Führungsschiene 6 sind dabei
im Bereich des Abtriebsrades 2, vorzugsweise am Zylinderkopfgehäuse des
Kettentriebes, angeordnet.
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Erfindungsgemäß ist zum
Spannen des Zugelements 3, beabstandet von dem jeweiligen
Anlenkpunkt 4 und 5, zwischen der Spannschiene 7 und
der Führungsschiene 6,
eine Spanneinrichtung 8 angeordnet, welche die Spannschiene 7 und
die Führungsschiene 6 zueinander
verschwenkt. Die Spanneinrichtung 8, die vorzugsweise eine
an der Führungsschiene 6 und
Spannschiene 7 angreifende Zugfeder ist, zieht die beiden
Schienen zueinander, so dass das Zugelement 3 im Leertrum
als auch im Zugtrum vorgespannt wird. Entsprechend der unterschiedlichen
Vorspannung des Zugelements 3 im ungespannten Zustand im
Zug- und im Leertrum, wird beim Spannen durch die Spanneinrichtung 8 das
Zugelement 3 im Bereich des Leertrums stärker nach
innen gedrückt,
als das Zugelement 3 im Bereich des Zugtrums.
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Eine
Dämpfung
von auftretenden Schwingungen des Zugelements 3 erfolgt
durch ein Dämpfungsglied 9,
das einerseits entweder an der Spannschiene 7 und/oder
der Führungsschiene 6 angeordnet
und andererseits fest mit dem Zylinderkopfgehäuse oder mit dem Kurbelwellengehäuse verbunden
ist. Das Dämpfungsglied 9 ist
ein an sich bekanntes Dämpfungsglied,
wie es üblicherweise
an Kettentrieben eingesetzt wird. Das Dämpfungsglied 9 kann dabei
in den beiden Bewegungsrichtungen unterschiedliche Feder- und Dämpfungseigenschaften aufweisen.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Dämpfungsglied 9 so
ausgebildet, dass eine Dämpfung
der entsprechenden Schiene in beiden Richtungen erfolgt. Das Dämpfungselement 9 kann
somit Zug- als auch Druckkräfte
aufnehmen.
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In
bevorzugter Weise ist das Dämpfungsglied 9,
beabstandet von dem Anlenkpunkt 5, an der Führungsschiene 6,
angeordnet. Durch die Kopplung der Führungsschiene 6 mit
der Spannschiene 7 durch die Spanneinrichtung 8,
wird somit die Führungsschiene 6,
als auch die Spannschiene 7, gegenüber den durch das Zugelement 3 eingetragenen Schwingungen,
gedämpft.
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Um
die notwendig aufzubringenden Spannkräfte und Dämpfungskräfte gering zu halten, ist die Spanneinrichtung 8 und
das Dämpfungsglied 9 im nicht
angelenkten Endbereich der Spannschiene 7 und der Führungsscheine 6,
angeordnet. Aufgrund des wirksamen Hebelarms zwischen den Anlenkpunkten 4 und 5 und
den Befestigungspunkten der Spanneinrichtung 8 und des
Dämpfungsgliedes 9, brauchen
zur Spannung und Schwingungsdämpfung des
Zugmittels 3 nur geringe Federkräfte aufgebracht werden.
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In
der 3 ist die Antriebseite des Endlosantriebs als
Detail dargestellt. Daraus ist erkennbar, dass die Spannschiene 7 und
die Führungsschiene 6 über jeweils
an den Außenseiten
der beiden Schienen befestigte Zugfedern, die als Spanneinrichtung 8 fungieren,
miteinander verbunden sind. Am gegenüberliegenden Ende des Anlenkpunktes 5 ist
die Führungsschiene 6 über eine
Gleitführung 10 mit
dem Kurbelwellengehäuse
verbunden. Die Gleitführung 10 besteht
dabei bekannter Weise aus einem Zapfen und einem entsprechenden
Langloch. Für
die Spannschiene 7 ist eine derartige Führung ebenfalls denkbar. Das
Dämpfungsglied 9 besteht
in diesem Ausführungsbeispiel
aus einer vorgespannten Druckfeder, die sich am Kurbelwellengehäuse abstützt. Die Druckfeder
ist dabei so ausgelegt, dass sie auch bei unterschied lich auftretenden
Schwingungen des Zugelements 3 ständig eine in Richtung Zugelement 3 wirkende
Druckkraft aufbringt.
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Eine
Variante der erfindungsgemäßen Lösung ist
in 2 dargestellt, wobei baugleiche Teile mit der
gleichen Bezugszahl versehen sind. Bei dieser Variante ist die Spannschiene 7 und
die Führungsschiene 6 im
Bereich des Antriebsrades 1 über die jeweiligen Anlenkpunkte 4 und 5 schwenkbar
an dem Kurbelwellengehäuse
angeordnet. In diesem Beispiel ist das Dämpfungsglied 9 an
der Spannschiene 7 angeordnet. Eine Anordnung des Dämpfungsgliedes 9 an
der Führungsschiene 6 ist
ebenfalls möglich.
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- 1
- Antriebsrad
- 2
- Abtriebsrad
- 3
- Zugelement
- 4
- Anlenkpunkt
- 5
- Anlenkpunkt
- 6
- Führungsschiene
- 7
- Spannschiene
- 8
- Spanneinrichtung
- 9
- Dämpfungsglied
- 10
- Gleitführung