DE102006054762A1

DE102006054762A1 - Bewegliche Führung für eine Getriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102006054762A1
Application number: DE102006054762A
Authority: DE
Inventors: Tadaaki Fukata; Masahiko Konno
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2007-06-21
Also published as: JP2007170419A; GB0618969D0; GB2433237B; JP4248544B2; CN1987153A; GB2433237A; US20070155555A1; CN1987153B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine bewegliche Führung für ein endloses, flexibles, umlaufendes Getriebemittel, wobei die Führung aufweist: einen Gleitschuh (17; 27; 37) mit Vorder- und Rückseite, wobei die Vorderseite eine Gleitkontaktfläche aufweist, entlang welcher das umlaufende Getriebemittel gleiten kann, einen Gleitschuhträger, der auf der Rückseite des Gleitschuhs (17; 27; 37) vorgesehen ist, wobei die Führung in eine Richtung langgestreckt ist, in welcher das Getriebemittel umläuft, wenn es in Gleitkontakt mit der Gleitkontaktfläche ist, wobei der Gleitschuh (17; 27; 37) und der Gleitschuhträger einen Kern und eine Hautschicht aufweisen, die aus unterschiedlichen Kunstharzmaterialen bestehen, welche sandwichgegossen sind, wobei in Richtung der Erstreckung ein Ende der Führung eine Nabe zur Aufnahme einer haltenden Achse, um welche die Führung verschwenkbar ist, aufweist und das gegenüberliegende Ende der Führung entlang eines bogenförmigen Weges um die Drehachse, die sich durch die Nabe erstreckt, verschwenkbar ist und wobei die Nabe eine Mehrzahl konzentrischer ringförmiger Rippen (12, 13; 22, 23; 32, 33) aufweist, die von einer Mehrzahl von Verbindungsrippen (14; 24; 34) miteinander verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Kettengetriebe zum Übertragen einer Drehung von einem antreibenden Kettenrad an ein oder mehrere angetriebenen Kettenräder mittels einer endlosen Getriebekette, und insbesondere eine bewegliche Kettenführung einer Taktsteuerkette eines Fahrzeugmotors, die in Verbindung mit einem Spanner verwendet wird, um eine Verlängerung der Kette aufzunehmen, eine geeignete Spannung in der Kette aufrecht zu erhalten und Schwingungen und Geräusche zu unterdrücken.

Wie in 1 dargestellt, ist ein herkömmlicher Kraftfahrzeugmotor mit einem Taktsteuergetriebe ausgestattet, bei dem eine Kette CH von einem Kurbelwellen-Kettenrad S1 angetrieben wird und ein oder mehrere Nockenwellen-Kettenräder S2 antreibt. Eine bewegliche Gleitkontaktführung GA und eine feste Führung GB sind an einander gegenüberliegenden Seiten der Taktsteuerkette vorgesehen, um eine seitliche Schwingung der Kette zu verhindern, und auch um eine Schwingung der Kette in der Ebene des Umlaufs zu verhindern. Die bewegliche Führung GA ist schwankbar um eine Achse P, die an dem Motor E angebracht ist. Die bewegliche Führung GA weist einen Gleitschuh auf, der in Gleitkontakt mit der Kette ist, und die Kette ist in Richtung der Kette durch einen Spanner T vorgespannt. Die feste Führung GB ist unbeweglich an dem Motor E mittels geeigneter Mittel, wie beispielsweise mittels Montagebolzen Q, angebracht.

Das US-Patent Nr. 6,890,277 beschreibt ein Sandwichspritzgießverfahren, das mit einer Gießmaschine 60, wie in 8 dargestellt, durchgeführt wird. Die Gießmaschine hat zwei Zylinder 62 und 64, aus denen zwei Arten von Kunstharz in eine Metallgussform 68 durch eine Düse 66 gespritzt werden. Die Kunstharze treffen sich an der Düse, aber bleiben – trotz des gleichzeitigen Einspritzens als Hautschichtmaterial und Kernmaterial – als Materialien getrennt voneinander, und das Kunstharz aus dem Zylinder 64 bildet einen Kern, während das Kunstharz aus dem Zylinder 62 eine Hautschicht bildet, welche die gesamte Oberfläche des Kerns bedeckt.

Wie in 5(a) und 5(b) dargestellt, ist bei der herkömmlichen, sandwichgegossenen, beweglichen Führung eine Nabe 42 vorgesehen, um eine Achse aufzunehmen, um welche die Führung verschwenkbar ist. Wie in 5(b) dargestellt, ist die Dicke d2 der Nabe in Richtung ihres Durchmessers gering. Auf Grund der geringen Dicke der Nabe ist ein Biegen der Nabe möglich, und die Führung kann sich bezüglich ihre Schwenkachse neigen, wie in 7(a) dargestellt. Das Neigen der Führung ermöglicht erhöhte seitliche Schwingungen der Führung, die in einer Erzeugung von Schwingungsgeräuschen und einem übermäßigen Verschleiß der Innenwand der Öffnung 41 in der Nabe 42 resultieren. Seitliche Schwingungen der Führung können durch Erhöhung der Wanddicke der Nabe, wie in 6(a) und 6(b) dargestellt, verringert werden, wobei die Nabe 52 eine Dicke d3 hat, die größer als die Dicke d2 der Nabe der 5(a) und 5(b) ist. Die Erhöhung der Dicke der Nabe kann seitliche Schwingungen verringertn, wie in 7(b) dargestellt. Jedoch kann bei einer sandwichgegossenen Führung die Erhöhung der Dicke der Nabe auf eine Dicke, die größer als die Dicke der anderen Teile der Führung ist, dazu führen, dass sich Hohlräume in der Nabenwand auf Grund des Schrumpfens bilden. Obwohl das äußere Erscheinungsbild der Führung nicht beeinflusst wird, kann das Vorhandensein von Hohlräumen in der Nabenwand eine Verringerung der Haltbarkeit der Führung bewirken.

Ferner kann die Festigkeit und Haltbarkeit einer herkömmlichen, sandwichgegossenen Führung in Abhängigkeit von der Anordnung der Öffnung, durch welche die Kunstharze in die Gußform eingespritzt werden, variieren, so dass im Ergebnis einige Führungen eine viel größere Festigkeit und Haltbarkeit als andere Führungen haben können.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte bewegliche Führung zur Verfügung zu stellen. Diese soll insbesondere seitliche Schwingungen verlässlich verringern, und gleichzeitig eine hohe Festigkeit und Haltbarkeit aufweisen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine bewegliche Führung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße bewegliche Führung für ein endloses, flexibles, umlaufendes Getriebemittel weist einen Gleitschuh mit Vorder- und Rückseite, wobei die Vorderseite eine Gleitkontaktfläche aufweist, entlang welcher das umlaufende Getriebemittel gleiten kann, und einen Gleitschuhträger auf, der auf der Rückseite des Gleitschuhs vorgesehen ist. Die Führung ist in eine Richtung langgestreckt, in welcher das Getriebemittel umläuft, wenn es in Gleitkontakt mit der Gleitkontaktfläche ist. Der Gleitschuh und der Gleitschuhträger weisen einen Kern und eine Hautschicht auf, die aus unterschiedlichen Kunstharzmaterialien bestehen, welche sandwichgegossenen sind. In Richtung der Erstreckung der Führung weist ein Ende der Führung eine Nabe zur Aufnahme einer haltenden Achse, um welche die Führung verschwenkbar ist, auf, und das gegenüberliegende Ende der Führung ist entlang eines bogenförmigen Weges um die Drehachse, die sich durch die Nabe erstreckt, verschwenkbar. Die Nabe weist hierbei eine Mehrzahl konzentrischer ringförmiger Rippen, insbesondere bevorzugt zwei Rippen, auf, die von einer Mehrzahl von Verbindungsrippen, insbesondere bevorzugt von drei oder vier Verbindungsrippen, miteinander verbunden sind.

Da die Nabe der erfindungsgemäßen Führung mit konzentrischen Rippen ausgebildet haben, hat sie keine dicke Wand, und dadurch kann eine verringerte Haltbarkeit in Folge von Hohlräumen in der Nabe vermieden werden. Die Verbindungsrippen verbinden die konzentrischen, ringförmigen Rippen der Nabe miteinander, wodurch die Nabe verstärkt und eine übermäßige seitliche Schwingung der Führung verhindert wird. Ferner hat die erfindungsgemäße Nabe einen vergrößerten Oberflächenbereich, so dass Wärme, die als Ergebnis von einer Reibung zwischen einer Innenfläche der Nabenöffnung und dem Montagebolzen effektiv abgegeben werden kann, wodurch eine Zerstörung des Kunstharzes auf Grund zu großer Wärme unterdrückt werden kann. Die konzentrischen Rippen haben zudem den Vorteil, dass sich Schmieröl zwischen denselben sammeln kann. Das gesammelte Schmieröl kann zwischen die Innenfläche der Nabenöffnung und den Montagebolzen eindringen, wodurch eine verbesserte Reibungsreduzierung erreicht wird.

Vorzugsweise erstreckt sich wenigstens eine der Verbindungsrippen in eine Richtung normal zu der Gleitkontaktfläche des Gleitschuhs. Wenn sich eine der Rippen in besagte Richtung erstreckt, kann die Nabe einer erhöhten Belastung widerstehen, die ihr durch die Getriebekette auferlegt wird.

Die Führung ist vorzugsweise mittels Einspritzgießens von Kunstharz in eine Gussform gegossen, wobei eine Kunstharz-Einspritzöffnung, die während des Sandwichspritzgießens der Führung benutzt wird, in einer Endwand der Gussform in der Nähe des Bereichs angeordnet ist, in welchem die Nabe ausgebildet ist. Bei einer derartigen Anordnung der Kunstharz-Einspritzöffnung kann das Kunstharz gleichmäßiger in die konzentrischen Rippen und die Verbindungsrippen einströmen, so dass Führungen mit einer ausgezeichneten Haltbarkeit hergestellt werden können.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Vorderansicht eines Taktsteuergetriebes eines Verbrennungsmotors, aufweisend eine erfindungsgemäße, bewegliche Führung,
2(a) eine Draufsicht auf eine bewegliche Führung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2(b) einen Schnitt entlang der Linie 2(b)-2(b) von 2(a),
3 eine Draufsicht auf eine bewegliche Führung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
4 eine Draufsicht auf eine bewegliche Führung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
5(a) eine Drausicht auf eine herkömmliche bewegliche Führung,
5(b) einen Schnitt entlang der Linie 5(b)-5(b) von 5(a),
6(a) eine Draufsicht auf eine andere, herkömmliche bewegliche Führung,
6(b) einen Schnitt entlang der Linie 6(b)-6(b) von 6(a),
7(a) eine geschnittene Ansicht, welche die seitliche Schwingung der herkömmlichen beweglichen Führung der 5(a) und 5(b) verdeutlicht,
7(b) eine geschnittene Ansicht, welche die verringerte seitliche Schwingung der herkömmlichen beweglichen Führung der 6(a) und 6(b) verdeutlicht, und
8 eine schematische Ansicht, welche das Sandwichspritzgießverfahren verdeutlicht, welches benutzt wird, um erfindungsgemäße, bewegliche Führungen herzustellen.
Wie in den 2(a) und 2(b) dargestellt, weist eine bewegliche Gleitkontaktführung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einen eine Gleitkontaktfläche bildenden Gleitschuh 17 und eine Nabe mit einer Öffnung 11 zur Aufnahme eines Montagebolzens (nicht dargestellt) auf, welche eine ringförmige innere Rippe 12, eine ringförmige äußere Rippe 13, die konzentrisch bezüglich der inneren Rippe 12 ist, und radiale Verbindungsrippen 14 auf, die sich von der inneren Rippe 12 zur äußeren Rippe 13 erstrecken.
Wie in 2(b) dargestellt, haben beide Enden der Nabe ähnliche Rippenstrukturen. Die Dicken der ringförmigen inneren Rippe 12, der ringförmigen äußeren Rippe 13 und der Verbindungsrippen 14 sind im Wesentlichen gleich und verhältnismäßig gering, verglichen mit der radialen Dicke d3 der Nabe einer herkömmlichen Führung, wie sie in 6(b) dargestellt ist. Da die Dicke der Rippen relativ gering ist, werden hohe Temperaturgradienten, die eine Erzeugung innerer Hohlräume während des Gießverfahrens bewirken, vermieden. Durch das Vermeiden derartiger Hohlräume wird die Festigkeit der beweglichen Führung verbessert und ihre Lebensdauer erhöht. Obwohl die Anzahl der Verbindungsrippen 14 nicht beschränkt ist, sind bevorzugt drei oder vier Verbindungsrippen 14 in äquidistanten Abständen vorgesehen. Somit sind gemäß dem in 2(a) dargestellten Ausführungsbeispiel drei Verbindungsrippen 14 in 120°-Winkeln voneinander beabstandet vorgesehen. Leere, bogenförmige Vertiefungen 15 sind zwischen den radialen Verbindungsrippen 14 ausgebildet, wie in den 2(a) und 2(b) ersichtlich. Diese Vertiefungen 15, die während des Sandwichspritzgießverfahrens ausgebildet werden, trennen die Nabe in innere und äußere ringförmige Rippen 12 und 13, und ermölgichen, dass die Dicke der Rippen 12, 13 und 14 im Wesentlichen gleich ist, während die Gesamtdicke d1 der Nabe (2(b)) ähnlich der Dicke d3 von 6(b) ist, und somit ausreichend groß ist, um seitlichen Schwingungen zu widerstehen.
Als Ergebnis wiederholter Experimente mit unterschiedlichen Positionen der Kunstharz-Einspritzöffnung in die Sandwichgussform wurde ermittelt, dass beim Verfahren zum Gießen der zuvor beschriebenen, beweglichen Führung das Kunstharz am gleichmäßigsten durch die gesamte Führung strömt, wenn die Kunstharz-Einspritzöffnung an einer Endwand der Gussform nahe dem Bereich, in dem die Nabe ausgebildet ist, angeordnet ist.
Es wurde auch ermittelt, dass die Festigkeit der Nabe durch die Richtungen der Verbindungsrippen beeinflusst wird. Die größte Festigkeit gegen einer einer entlang des Gleitschuhs der Führung gleitenden Kette auferlegten Belastung wird erreicht, wenn eine der Verbindungsrippen an jedem Ende der Nabe sich in Richtung des Gleitschuhs und entlang der Richtung erstreckt, die senkrecht zur Gleitkontaktfläche des Gleitschuhs ist.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, das in 3 dargestellt ist, erstreckt sich eine der drei Verbindungsrippen 24, die durch bogenförmige Vertiefungen 25 voneinander getrennt sind, und sich in radialer Richtung nach außen von der inneren ringförmigen Rippe 22 in Richtung der äußeren ringförmigen Rippe 23 erstrecken, in Richtung des Gleitschuhs 27 und entlang einer imaginären Linie, die durch die Mitte der Öffnung 21 der Nabe und senkrecht durch die Gleitkontaktfläche des Gleitschuhs 27 verläuft.
Ähnlich verläuft gemäß dem dritten, in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eine der vier Verbindungsrippen 34, die durch bogenförmige Vertiefungen 35 voneinander getrennt sind, und sich in radialer Richtung nach außen von der inneren ringförmigen Rippe 32 in Richtung der äußeren ringförmigen Rippe 33 erstrecken, in Richtung des Gleitschuhs 37 und entlang einer imaginären Linie, die durch die Mitte der Öffnung 31 der Nabe und senkrecht durch die Gleitkontaktfläche des Gleitschuhs 37 verläuft.
Es gibt keine speziellen Beschränkungen in Bezug auf die Materialien des Kerns und der Hautschicht bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen. Es wird jedoch für ausgezeichnete Gleiteigenschaften und Festigkeit ein Polyamid 66 Kunstharz bevorzugt als Material für die Hautschicht verwendet, und vorzugsweise wird ein glasfaserverstärktes Polyamid 66 Material als Material für den Kern verwendet.

11, 21, 31: Öffnung
12, 22, 32: innere Rippe
13, 23, 33: äußere Rippe
14, 24, 34: Verbindungsrippe
15, 25, 35: Vertiefung
17, 27, 37: Gleitschuh
d1, d2, d3: Dicke

Claims

Bewegliche Führung für ein endloses, flexibles, umlaufendes Getriebemittel, wobei die Führung aufweist: einen Gleitschuh (17; 27; 37) mit Vorder- und Rückseite, wobei die Vorderseite eine Gleitkontaktfläche aufweist, entlang welcher das umlaufende Getriebemittel gleiten kann, einen Gleitschuhträger, der auf der Rückseite des Gleitschuhs (17; 27; 37) vorgesehen ist, wobei die Führung in eine Richtung langgestreckt ist, in welcher das Getriebemittel umläuft, wenn es in Gleitkontakt mit der Gleitkontaktfläche ist, wobei der Gleitschuh (17; 27; 37) und der Gleitschuhträger einen Kern und eine Hautschicht aufweisen, die aus unterschiedlichen Kunstharzmaterialien bestehen, welche sandwichgegossenen sind, wobei in Richtung der Erstreckung ein Ende der Führung eine Nabe zur Aufnahme einer haltenden Achse, um welche die Führung verschwenkbar ist, aufweist, und das gegenüberliegende Ende der Führung entlang eines bogenförmigen Weges um die Drehachse, die sich durch die Nabe erstreckt, verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe eine Mehrzahl konzentrischer ringförmiger Rippen (12, 13; 22, 23; 32, 33) aufweist, die von einer Mehrzahl von Verbindungsrippen (14; 24; 34) miteinander verbunden sind.
Bewegliche Führung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verbindungsrippen (14; 24; 34) sich in eine Richtung normal zu der Gleitkontaktfläche des Gleitschuhs (17; 27; 37) erstreckt.
Bewegliche Führung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kunstharz-Einspritzöffnung, die während des Sandwichspritzgießens der Führung benutzt wird, in einer Endwand der Gussform in der Nähe des Bereichs angeordnet ist, in welchem die Nabe ausgebildet ist.
Bewegliche Führung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei oder vier Verbindungsrippen (14; 24; 34) vorgesehen sind.
Bewegliche Führung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei ringförmige Rippen (12, 13; 22, 23; 32, 33) vorgesehen sind.
Bewegliche Führung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Rippen (12, 13; 22, 23; 32, 33) und die Verbindungsrippen (14; 24; 34) einen einander entsprechenden Querschnitt aufweisen.
Verfahren zum Sandwichspritzgießen einer beweglichen Führung für ein endloses, flexibles, umlaufendes Getriebemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzen des bzw. der Kunstharze in die Gussform durch eine Kunstharzeinspritzöffnung erfolgt, die in einer Endwand der Gussform in der Nähe der Nabe ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Durchführung eines Sandwichspritzgießverfahrens gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunstharzeinspritzöffnung in einer Endwand der Gussform in der Nähe der Nabe ausgebildet ist.