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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Kette, einer schwenkbaren Führungsschiene, einer schwenkbaren Spannschiene und einer die Spannschiene druckbeaufschlagende mechanische Spannvorrichtung. Die Führungsschiene ist stellbeweglich ausgebildet und wird von einem Federelement in Richtung auf die Kette mit einer Stellkraft beaufschlagt.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein Zugmitteltrieb gemäß der vorgenannten Gattung ist aus der Druckschrift
DE 19 805 878 A1 bekannt. Diese Schrift offenbart einen Zugmitteltrieb mit einer Spannschiene und einer Führungsschiene wobei die Spannschiene drehbar gelagert ist und über eine Drehfeder das anliegende Zugmittel vor- bzw. nachspannen kann. Die Führungsschiene ist nicht schwenkbar gelagert, jedoch kann ein mit Federkraft druckbeaufschlagter Führungsschuh in Richtung des Zugmittel ausfahren und dieses ebenfalls mit Druck beaufschlagen. Die
DE 10 2004 048 285 A1 offenbart ebenfalls einen Zugmitteltrieb mit einer Spannschiene und einer Führungsschiene, in dieser Ausführungsform sind beide um einen separaten Drehpunkt schwenkbar gelagert und die Spannschiene wird mittels einer Spannvorrichtung druckbeaufschlagt.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zugmitteltrieb zur Verfügung zu stellen, der nicht nur eine Verschleißbedingte Kettenlängung ausgleicht, sondern auch die im Zugmitteltrieb vorhandenen Schwingungen dämpft.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Spannvorrichtung ein Basisteil aufweist, welches mittels eines Lagerzapfens an einer Motorfläche befestigbar ist, einem darauf verdrehbar gelagerten Spannteil, einem zwischen dem Basisteil und dem Spannteil kraftbeaufschlagend angeordneten Schraubenfeder und einem Reibelement, das die Schraubenfeder kreisbogenförmig umgreift und gegen die Außenmantelfläche des Basisteils oder der Innenmantelfläche des Spannteils anläuft, um die Verdrehbewegung des Spannteils zu dämpfen, wobei der Spannteil als Hebel ausgebildet ist, welcher an seinem distalen Ende einen drehfesten Kontaktkörper aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, um an der Spannschiene druckbeaufschlagend zur Anlage zu kommen.
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Die Spannvorrichtung soll zum einen die Kette mittels der Spannschiene vorspannen und unter Spannung halten. Bei bestimmten Drehzahlen im Verbrennungsmotor entstehen Resonanzen, die zu einem Aufschwingen der Kette führen können. Dies würde dazu führen, dass die Spannvorrichtung große Stellwege ausführen muss, dies wiederum erhöht den Verschleiß der Spannvorrichtung und bringt eine zusätzliche Beunruhigung in den Kettentrieb mit sich. Dieser Nachteil wird durch die Merkmale des Oberbegriffs in Zusammenhang mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Ein besonderer Vorteil ist, dass durch die erfindungsgemäß eingebrachten Reibkontakte und/oder Dämpfungselement in die einzelnen Komponenten des Zugmitteltriebes bzw. Kettentriebes die Schwingungen gedämpft werden können. Durch die Kombination der erfindungsgemäßen Führungs- und Spannschiene sowie der Spannvorrichtung kann eine weitgehende Synchronisation von Kurbelwelle zur Nockenwelle erreicht werden, was wiederum zusätzliche Schwingungen verhindert. Im Einzelnen wird die Dämpfung dadurch erreicht, dass der als Hebel ausgebildete Spannarm sich mit seinem Kontaktkörper an der Spannschiene abstützt und dadurch eine dämpfende Reibung erzeugt. Die Reibkraft ist proportional zur Reaktionskraft des Spannsystems, welches die Schwingung beeinflusst. Die Reaktionskraft wird zu einem durch die innere Reibung der Spannvorrichtung beeinflusst, welche durch das integrierte Reibelement erzeugt wird. Das Reibelement kann hierbei aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein, welche sich in ihrem Reibwert unterscheiden. Zum anderen wird die Reaktionskraft durch dynamische Kräfte beeinflusst, welche sich auf Grund der Massenträgheit des Hebelsystems (des Spannarms) verringern.
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In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, dass der Kontaktkörper des Spannteils eine konvexe Außenfläche aufweist, welche korrespondierend in eine konkav ausgeführte Anlagefläche der Spannschiene eingreift, wobei die konvexe Außenfläche und/oder die konkave Anlagefläche eine reibungserhöhende Struktur aufweisen können. Da der Kontaktkörper nockenförmig ausgeführt ist, würde eine plane Anlagefläche der Spannschiene lediglich zu einem Linienkontakt führen, über welchen keine ausreichende Reibwirkung erzielt werden kann. Auf Grund der beiden zueinander korrespondierend gewölbten Flächen der Anlagefläche der Spannschiene, zu der Außenfläche des Kontaktkörpers, kann eine erhöhte Reibung über einen Flächenkontakt erreicht werden. Die Außenfläche kann hierbei ein zusätzliches an die Spannschiene angebrachtes Bauteil sein, welches sich vom Werkstoff der Spannschiene unterscheidet.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die um einen Drehpunkt schwenkbar gelagerte Führungsschiene, eine topfförmige Öffnung aufweist. Die Öffnung liegt auf der der Kette abgewandten Seite, am gegenüberliegenden Ende des Drehpunktes. Die Öffnung ist dafür vorgesehen, ein Federelement aufzunehmen. Dabei stütz sich das Federelement mit einem seiner Federenden am Boden der topfförmigen Öffnung ab und mit seinem anderen Federende stützt es sich an einem externen Endanschlag ab. Da Führungsschienen üblicherweise starr ausgeführt sind können Sie keine Dämpfungsarbeit leisten. Sollten sich die Schwingwinkel der Kurbelwelle und z.B. der Auslaßnockenwelle ungünstig überlagern, kann dies dazu führen, dass die Vorspannung der Steuerkette in bestimmten Bereichen des Kettentriebes verloren geht und die Kette zu schwingen bzw. zu schlagen beginnt. Die durch das Federelement vorgespannte bewegliche Führungsschiene, sorgt zum einen dafür, dass eine minimal erforderliche Kettenspannung erreicht wird und zum anderen können die durch die Kettenschwingung aufkommenden Kraftspitzen mittels des Federelementes abgefedert werden. Dadurch wird eine zusätzliche Dämpfungsmöglichkeit innerhalb des Zugmitteltriebes bereitgestellt.
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Erfindungsgemäß ermöglicht das Zusammenspiel der einzelnen Zugmitteltriebskomponenten vor allem durch die Erhöhung der Reibkontakte eine Dämpfung der im Zugmitteltrieb bzw. Kettentrieb auftretenden Schwingungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt, die nachfolgend detailliert beschrieben sind, wobei sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Es zeigen:
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1 einen schematischen Aufbau eines Zugmitteltriebes,
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2 eine gefederte Führungsschiene,
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3 eine Schnittdarstellung einer Spannvorrichtung und
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4 eine Detaildarstellung der Spannvorrichtung in Kontakt mit einer Spannschiene.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt einen schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebes 100. Der Zugmitteltrieb weist ein Kette 200, eine schwenkbare Führungsschiene 300, eine schwenkbare Spannschiene 400 und eine die Spannschiene 400 druckbeaufschlagende mechanische Spannvorrichtung 1 auf. Die Führungsschiene 300 ist stellbeweglich ausgebildet und wird von einem Federelement 6 in Richtung auf die Kette 200 mit einer Stellkraft beaufschlagt, wobei das Federelement 6 in der Schnittdarstellung der Führungsschiene 300 in 2 zu erkennen ist. 2 zeigt die um einen Drehpunkt D schwenkbar gelagerte Führungsschiene 300, die eine topfförmigen Öffnung 20 aufweist, welche an der der Kette abgewandten Seite am gegenüberliegenden Ende des Drehpunktes D ausgebildet ist. Die Öffnung nimmt das Federelement 6 auf. Damit die Führungsschiene 300 die Stellbewegung in Richtung Zugmittel 200 ausführen kann, stützt sich das Federelement 6 mit seinem einen Federende am Boden 21 der topfförmigen Öffnung 20 ab und mit seinem anderen Federende an einem externen Endanschlag 22 ab. 3 zeigt die erfindungsgemäße Spannvorrichtung in einer Schnittdarstellung, die auf Grund ihres Aufbaus eine zusätzliche Dämpfung des Zugmitteltriebes bewirkt. Die Spannvorrichtung 1 weist ein Basisteil 2 auf, welches mittels eines Bolzens 8 an einer Motorfläche befestigbar ist, einem darauf verdrehbar gelagerten Spannteil 3, einem zwischen dem Basisteil 2 und dem Spannteil 3 kraftbeaufschlagend angeordnete Schraubenfeder 4 und einem Reibelement 5, das die Schraubenfeder 4 kreisbogenförmig umgreift. Das Reibelement 5 läuft gegen eine Außenmantelfläche 7’ des Basisteils 2 oder der Innenmantelfläche 7 des Spannteils 3 an, um somit die Verdrehbewegung des Spannteils 3 zu dämpfen. Das Reibelement 5 kann zur Verstärkung der Reibung aus einem Reibbelag bestehen oder an seiner Innenfläche 13 eine aufrauende Struktur aufweisen. Der Spannteil 3 ist als Hebel ausgebildet, welcher an seinem distalen Ende einen drehfesten Kontaktkörper 16 ausbildet. Erfindungsgemäß sind das Spannteil 3 und der Kontaktköper 16 einteilig ausgeführt. Der Kontaktkörper 16 ist dazu vorgesehen mit einer Spannschiene 11 in Anlage zu kommen und diese mit Druck, die aus der Vorspannkraft der Schraubenfeder 4 resultiert, zu beaufschlagen. Die im Kettentrieb aufkommenden Schwingungen sollen mittels der Spannvorrichtung 1 gedämpft werden. Die Spannvorrichtung 1 weist zu dem am Basisteil 2 einen zylindrischen Lagerzapfen 9 auf, der in einen hohlen Drehzapfen 10 des Spannteils 3 hineinragt. Damit sich das Spannteil 3 um den Lagerzapfen 9 des Basisteils 2 drehen kann, ist zwischen Lagerzapfen 9 und Drehzapfen 10 eine Gleitbuchse 12 angeordnet. Dabei kann die Gleitbuchse zylindrisch ausgeführt sein und an ihrem einen Ende einen radial nach außen gerichteten Flansch aufweisen. Damit sich das Spannteil 3 um das Basisteil 2 drehen kann, ist die Gleitbuchse 12 mit ihrer Außenfläche drehfest mit dem Drehzapfen 9 des Spannteils 3 verbunden. Die Schraubenfeder 4 stützt sich beim Öffnen am Reibelement 5 ab. Dadurch wiederum wird das in einer Nut (hier nicht dargestellt) des Basisteils 2 geführte Reibelement 5 radial gegen die Innenmantelfläche 7 des Spannteils 3 gedrückt. Zudem wirken zwischen dem Bolzen 8 und dem am Bolzen 8 anliegenden Flansch der Gleitbuchse 12 Axialkräfte, die zusammen mit den zwischen des Lagerzapfens 9 und der Gleitbuchse 12 wirkenden Radialkräften eine innere Reib-Dämpfung RD erzeugen. Über die Reib-Dämpfung RD, welche zwischen Lagerzapfen 9, Gleitbuchse 12 und verstemmten Bolzen 8 entsteht sowie über die Reib-Dämpfung RD, die zwischen Schraubenfeder 4, Reibelement 5 und Spannteil 3 entsteht wird eine Dämpfung im Kettentrieb ermöglicht, die ohne jegliche Hydraulik und entsprechende Ventile auskommt. Zu dem kann die Dämpfkraft eingestellt werden, z.B. durch die Wahl der Schraubenfeder 4 und/oder durch die Wahl des Reibelementes 5. Damit das Spannteil 3 gegen das Basisteil 2 vor der Montage unter Vorspannung gehalten werden kann, weisen das Basisteil 2 und das Spannteil 3 zueinander korrespondierende Bohrungen 14, 14’ auf, die zur Aufnahme eines Pins 15 vorgesehen sind, um mittels des Pins 15, das gegenüber dem Basisteil 2 vorgespannte Spannteil 3 in einer Montageposition zu sichern.
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Eine weitere hier nicht dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich nur in der Ausgestaltung der Gleitbuchse 12. In dieser Ausführungsform sind die Gleitbuchse 12 und der hohle Drehzapfen 10 konisch ausgeführt und die Gleitbuchse ist 12 drehfest am Drehzapfen 10 befestigt. Dadurch teilt sich die Spannkraft nicht mehr in axialer und radialer Richtung auf sondern wirkt entlang der Außenfläche 13 der Gleitbuchse 12.
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4 zeigt eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebs 100 zu Redzierung der Schwingungen durch Reibungskräfte. Der Kontaktkörper 16 des Spannteils 3 der Spannvorrichtung 1 weist eine konvexe Außenfläche 18 auf, welche korrespondierend in eine konkav ausgeführte Anlagefläche 19 der Spannschiene 400 eingreift, um so eine möglichst große Reibfläche zu bieten. Je nach Bedarf kann die konvexe Außenfläche 18 und/oder die konkave Anlagefläche 19 eine reibungserhöhende Struktur aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spannvorrichtung
- 2
- Basisteil
- 3
- Spannteil
- 4
- Schraubenfeder
- 5
- Reibelement
- 6
- Federelement
- 7’
- Außenmantelfläche
- 7
- Innenmantelfläche
- 8
- Bolzen
- 9
- Lagerzapfen
- 10
- Drehzapfen
- 12
- Gleitbuchse
- 13
- Innenfläche
- 14, 14’
- Bohrung
- 15
- Pin
- 16
- Kontaktkörper
- RD
- Reib-Dämpfung
- 18
- konvexe Außenfläche
- 19
- konkave Anlagefläche
- 20
- Öffnung
- 21
- Boden
- 22
- externer Anschlag
- 100
- Zugmitteltrieb
- 200
- Kette
- 300
- Führungsschiene
- 400
- Spannschiene
- D
- Drehpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19805878 A1 [0002]
- DE 102004048285 A1 [0002]
