DE102011085546A1 - Traction clamping unit for deflecting traction unit such as belt in traction drive of internal combustion engine, has traction mechanism roller for installation of traction unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zugmittelspanneinheit zum Auslenken eines Zugmittels, wie eines Riemens, wobei eine Zugmittelrolle zur Anlage eines Zugmittels an einem Schwenkarm drehbar gelagert ist, der Schwenkarm über einen zwischen dem Schwenkarm und einem Basisteil angeordneten Energiespeicher, wie einer Feder, verschwenkbar an dem Basisteil angebunden ist, und wobei an zumindest einer Stelle des Basisteils eine Reibvorrichtung vorhanden ist, die einerseits in Kontakt mit einem Reibbereich des Basisteils befindlich ist und andererseits in Kontakt mit dem Schwenkarm befindlich ist, wobei zwischen der Reibvorrichtung und einem an diese grenzenden Bauteil eine Kontaktfläche definiert ist.The invention relates to a Zugmittelspanneinheit for deflecting a traction device, such as a belt, wherein a traction roller for supporting a traction means is rotatably mounted on a pivot arm, the pivot arm via a arranged between the pivot arm and a base part energy storage, such as a spring, pivotally connected to the base part is, and wherein at least one point of the base part, a friction device is present, which is located on the one hand in contact with a friction region of the base part and on the other hand is in contact with the pivot arm, wherein between the friction device and a component adjacent thereto a contact surface is defined ,
Solche Zugmittelspanneinheiten werden in Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt, um ein Zugmittel, das eine Nockenwelle und eine Kurbelwelle miteinander verbindet, zu spannen. Häufig treibt das Zugmittel auch noch Wellen von Zusatzaggregaten an, wie bspw. Wellen von Wasserpumpen oder Generatoren. Solche Zugmittel sind häufig als Riemen, wie etwa als Zahnriemen, oder als Ketten ausgebildet.Such Zugmittelspanneinheiten are used in internal combustion engines to tension a traction means which connects a camshaft and a crankshaft with each other. Frequently, the traction means also drives waves of additional equipment, such as waves of water pumps or generators. Such traction means are often designed as belts, such as toothed belts, or as chains.
Da sich diese Zugmittel temperatur- und verschleißbedingt längen, sind Zugmittelspanneinheiten, die auch als Spanner bezeichnet werden, in solchen Zugmitteltrieben eingesetzt. Solche Zugmittelspanneinheiten sorgen dafür, dass das Zugmittel immer gespannt bleibt, um Schlupf zwischen den antreibenden und angetriebenen Elementen zu vermeiden. Um Ausschläge und Kraftspitzen zu dämpfen, ist häufig auch eine Dämpfungseinheit in solchen Zugmittelspanneinheiten integriert.Since these traction means lengthened due to temperature and wear, Zugmittelspanneinheiten, which are also referred to as a tensioner, used in such traction drives. Such Zugmittelspanneinheiten ensure that the traction means always remains taut to avoid slippage between the driving and driven elements. To dampen rashes and force peaks, a damping unit is often integrated in such Zugmittelspanneinheiten.
Eine gattungsgemäße Zugmittelspanneinheit, die als Riemenspanneinheit ausgebildet ist, ist aus der
Bisher war eine Innenfläche des Basisteils, das in der Literatur auch als Grundplatte oder als Gehäuse bezeichnet wird, sehr glatt ausgestaltet, genauso wie ein zapfenartiger Vorsprung des Basisteils, der in den Schwenkarm eingesetzt ist. Auf diese Weise wurde eine anfängliche Reibung, also die vorhandene Reibung zwischen der Reibvorrichtung und dem Basisteil, wenn der Schwenkarm noch nicht ausgelenkt ist, niedrig gehalten.So far, an inner surface of the base part, which is referred to in the literature as a base plate or as a housing, designed very smooth, as well as a pin-like projection of the base part which is inserted into the pivot arm. In this way, an initial friction, so the existing friction between the friction device and the base part, when the pivot arm is not yet deflected, kept low.
Bei besonderen Rahmenbedingungen hat sich jedoch herausgestellt, dass dann Geräusche auftreten. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und eine kostengünstige Zugmittelspanneinheit zur Verfügung zu stellen, die von Anfang an gute Verschleiß- und Geräuscheigenschaften aufweist.In special conditions, however, it has been found that then noises occur. It is the object of the present invention to remedy this situation and to provide an inexpensive Zugmittelspanneinheit available, which has good wear and noise properties from the beginning.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine im Bereich der Kontaktfläche befindliche Oberfläche gezielt einen Rauhigkeitswert Rz zwischen 2 und 30 aufweist. Diese Oberfläche kann unter anderem die Oberfläche des Basisteils oder des Schwenkarms sein, aber auch die Oberfläche der Reibvorrichtung selber. Auch die Oberfläche einer sichernden Scheibe kann davon betroffen sein.This object is achieved according to the invention in that a surface located in the area of the contact surface specifically has a roughness value Rz between 2 and 30. This surface may be, inter alia, the surface of the base part or of the pivoting arm, but also the surface of the friction device itself. The surface of a securing disc can also be affected.
Während bisher diese Oberflächen einen Rauhigkeitswert Rz von unter 2 aufweisen, bewirkt die vergrößerte Oberflächenrauhigkeit einen anfänglich größeren Abtrag der Reibvorrichtung.While hitherto, these surfaces have a roughness value Rz of less than 2, the increased surface roughness causes an initially larger removal of the friction device.
Wenn beim Starten der Verbrennungskraftmaschine somit im Laufe der Zeit ein anfängliches Verschwenken des Schwenkarms stattfindet, so reibt sich das in dem Reibbelag vorhandene Gleitmittel auf der Oberfläche des Basisteils derart schnell ab, dass es sich in die Vertiefungen der Oberfläche ablagert und eine Gleitschicht bildet. Nach einem anfänglich relativ großen Abtrag an dem Reibbelag gleiten danach zwei hauptsächlich mit Gleitmittel beschichtete Flächen aufeinander, weswegen ab diesem Zeitpunkt besonders geringe Verschleißwerte festzustellen sind und gleichzeitig die Geräuschbelastung vermindert wird.If, during starting of the internal combustion engine, an initial pivoting of the swivel arm takes place over time, then the lubricant present in the friction lining rubs on the surface of the base part so rapidly that it deposits in the depressions of the surface and forms a sliding layer. After an initially relatively large removal of the friction lining then slide two mainly coated with lubricant surfaces to each other, which is why from this point on particularly low levels of wear are noted and at the same time the noise level is reduced.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn der Rauhigkeitswert Rz zwischen 2 und 30, insbesondere zwischen 4 und 16 beträgt.It has proven to be particularly advantageous if the roughness value Rz is between 2 and 30, in particular between 4 and 16.
Es ist auch von besonderem Vorteil, wenn die Oberfläche eine regelmäßige Oberflächenstruktur aufweist, die in einem Urformverfahren oder einem Nachbearbeitungsverfahren eingebracht ist. Auf diese Weise kann die Oberfläche gezielt eingestellt werden und definierte Ausnehmungen für das Aufnehmen des Gleitmittels vorgehalten werden.It is also of particular advantage if the surface has a regular surface structure which is introduced in a primary molding process or a post-processing process. In this way, the surface can be adjusted specifically and defined recesses are kept for receiving the lubricant.
Um diese Ausnehmungen kostengünstig anbringen zu können, ist es von Vorteil, wenn mittels eines Nachbearbeitungsverfahrens, wie einem Einprägen, einem Rollieren, einem Schleifen, einem Drehen, einem Fräsen oder einem Honen, regelmäßige Vertiefungen in die Oberfläche eingebracht sind. Diese Bearbeitungsverfahren rufen spezifische Oberflächenausgestaltungen hervor, die dann vorteilhafterweise nutzbar sind. In order to install these recesses cost, it is advantageous if by means of a post-processing method, such as a stamping, a rolling, a grinding, a turning, a milling or a honing, regular depressions are introduced into the surface. These processing methods evoke specific surface configurations that are then advantageously usable.
Wenn die Vertiefungen als Rillen, Nuten oder Riefen ausgebildet sind, so ist ein Aufnahmebereich für das Gleitmittel, gerade in den ersten zehn bis 50 Stunden eines Einlaufens des Zugmitteltriebes besonders effizient mit Gleitmittel versehbar.If the recesses are formed as grooves, grooves or grooves, then a receiving area for the lubricant, particularly in the first ten to 50 hours of entry of the traction drive particularly efficient provided with lubricant.
Es ist von Vorteil, wenn die Rillen als gerade verlaufende Längs- und/oder Schrägrillen ausgebildet sind, die jeweils parallel zueinander verlaufen oder sich kreuzen. Auf diese Weise lassen sich gute Geräuscheigenschaften erreichen. Um harmonische Schwingungen zu vermeiden, kann es von Vorteil sein, wenn die Rillen variierende Abstände zueinander einnehmen.It is advantageous if the grooves are formed as straight running longitudinal and / or oblique grooves, each extending parallel to each other or intersect. In this way, good noise properties can be achieved. In order to avoid harmonic vibrations, it may be advantageous if the grooves occupy varying distances from each other.
Wenn die Rillen eine wellenförmige Ausprägung aufweisen, die entweder gleich beabstandet voneinander verlaufen oder sich kreuzen, so wird ein besonders gutes Geräuschverhalten über die gesamte Lebensdauer hin erreicht. Auch bei dieser Variante lassen sich unterschiedliche Abstände der Rillen realisieren, um harmonische Schwingungen zu vermeiden.If the grooves have a wave-shaped form, which run either equally spaced or intersect, a particularly good noise behavior is achieved over the entire lifetime. Also in this variant, different distances of the grooves can be realized in order to avoid harmonic oscillations.
Die Lebensdauer lässt sich dann erhöhen, wenn die Reibvorrichtung einen aus einem Kunststoffmaterial wie Polyamid, insbesondere PA46, mit PTFE-Anteilen gefertigten Reibbelag aufweist und das Basisteil aus Metall, wie Aluminium oder Stahl gefertigt ist. Alternativ oder zusätzlich lassen sich weitere schmierende Zusätze, wie Fette und Öle an dieser Stelle verwenden.The service life can be increased if the friction device has a made of a plastic material such as polyamide, in particular PA46, with PTFE portions friction lining and the base part of metal, such as aluminum or steel is made. Alternatively or additionally, further lubricating additives, such as fats and oils can be used at this point.
Es ist ferner von Vorteil, wenn die Reibvorrichtung als Hülse ausgebildet ist, die zwischen einem kapselartigen Abschnitt des Basisteils und einem den kapselartigen Abschnitt umgebenden Lagerbereich des Schwenkarms vorhanden ist und/oder die Reibvorrichtung einen Trägerkörper aus festerem Material als den darauf angeordneten Reibbelag aufweist, wobei der Trägerkörper und der Reibbelag zwischen dem Energiespeicher und einer nach innen ausgerichteten Oberfläche einer Wandung des Basisteils befindlich ist. Die Dämpfungseigenschaften der Zugmittelspanneinheit lassen sich dadurch verbessern.It is also advantageous if the friction device is designed as a sleeve which is present between a capsule-like portion of the base part and a capsule-like portion surrounding bearing portion of the pivot arm and / or the friction device comprises a carrier body made of a stronger material than the friction lining thereon the carrier body and the friction lining between the energy storage and an inwardly directed surface of a wall of the base part is located. The damping properties of Zugmittelspanneinheit can be improved.
Die Erfindung betrifft auch einen Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Zugmittelspanneinheit.The invention also relates to a traction mechanism drive of an internal combustion engine with a traction mechanism unit according to the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, wobei auf mehrere Ausführungsbeispiele zurückgegriffen wird. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of a drawing, wherein reference is made to several embodiments. Show it:
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Für die gleichen Elemente werden dieselben Bezugszeichen verwendet.The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same reference numerals are used for the same elements.
In
Die Zugmittelrolle
Der Schwenkarm
Das Basisteil
Zwischen dem Basisteil
Das Basisteil
Der Energiespeicher
Die Reibeinrichtung
Der Trägerkörper
Sowohl der Trägerkörper
Sowohl die Gleitlagerbuchse
Auch die Gleitlagerbuchse
Die Oberflächen
Diese Oberflächen
Während in den
In
In
In
In einer besonderen Ausführungsform gemäß
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß
In einer weiteren Alternative gemäß
Es ist möglich, die gezielte Oberflächenbehandlung nur in einem bestimmten Abschnitt der Oberflächen
Wird eine erhöhte Rauhigkeit in dem Bereich der Oberfläche
Eine Geräuschneigung ist direkt abhängig von der definierten Rauhigkeit, zusätzlich zu anderen Aspekten des tribologischen Systems. Die wie erläutert erreichte Zugmittelspanneinheit zeigt sich als besonders geräuschfreies System.A noise slope is directly dependent on the defined roughness, in addition to other aspects of the tribological system. The Zugmittelspanneinheit achieved as explained shows up as a particularly noise-free system.
Besonders erfolgreich ist die Erfindung, wenn Aluminiumdruckguss verwendet wird, da dann bereits bei dem urformenden Gestalten des Basisteils eine entsprechende Rauhigkeit voreingestellt werden kann. Es ist jedoch auch möglich, die Oberflächen, auch bei Bauteilen aus Material und Herstellarten aus Aluminiumdruckguss, anderweitig zu bearbeiten. Nennenswert sind hier das Strahlen der Oberfläche, oder ein gezieltes Trowalisieren, das auch als Gleitschleifen bekannt ist, sowie ein Bürsten oder Schleifen.The invention is particularly successful when aluminum diecasting is used, since then a corresponding roughness can already be preset in the original shaping of the base part. However, it is also possible to otherwise process the surfaces, even with components made of material and types of production of die-cast aluminum. Noteworthy here are the blasting of the surface, or a targeted Trowalisieren, which is also known as vibratory grinding, and brushing or grinding.
Eine durchgängig glatte Oberfläche mit einem Rz-Wert von 2 oder kleiner wird dadurch vermieden. Es ist auch möglich, Nuten in der Gleitlagerbuchse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- ZugmittelspanneinheitZugmittelspanneinheit
- 22
- Zugmittelrolletraction mechanism
- 33
- ZugmittelrollenoberflächeZugmittelrollenoberfläche
- 44
- Schwenkarmswivel arm
- 55
- beabstandeter Bereichspaced area
- 66
- Basisteilbase
- 77
- zapfenartiger Abschnittpeg-like section
- 88th
- Gleitlagerbuchseplain bearing bush
- 99
- Längsachselongitudinal axis
- 1010
- Energiespeicherenergy storage
- 1111
- Torsionsfedertorsion spring
- 1212
- Grundreason
- 1313
- Reibvorrichtungfriction device
- 13a13a
- Reibeinrichtungfriction device
- 1414
- Oberflächesurface
- 14a14a
- Kontaktflächecontact area
- 1515
- Trägerkörpersupport body
- 1616
- Reibbelagfriction lining
- 1717
- Rillegroove
- 1818
- Innenwandunginner wall
- 1919
- Außenoberflächeouter surface
- 2020
- HinterschnittbereichUndercut region
- 2121
- Scheibedisc
- 2222
- Absatzparagraph
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009020589 A1 [0004] DE 102009020589 A1 [0004]
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-
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Legal Events
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Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 |
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Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150407 |
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