DE1245672B

DE1245672B - Chain tensioner

Info

Publication number: DE1245672B
Application number: DE1963M0059402
Authority: DE
Inventors: Ian G Duncan
Original assignee: Morse Chain Co
Current assignee: Morse Chain Co
Priority date: 1962-12-31
Filing date: 1963-12-27
Publication date: 1967-07-27
Also published as: ES294929A1; GB986174A

Description

Kettenspänner Die Erfindung betrifft einen Kettenspan4er und Creht aus von einem bekannten zum schwingungsfreien Führen des Leertrums einer Kette in einem Kettengetriebe bestimmten Kettenspanner mit einem als Schleifschuh wirkenden, flach gewölbten, federnden Bügel, der nahezu über die gesamte Länge des Leertrums an der Kette anliegt und zwischen dessen als Augen ausgebildeten Enden sich eine den Bügel durchbiegende Zugfeder erstreckt, deren eines Ende an einem feststehenden Widerlager befestigt und deren anderes Ende etwa parallel zur Lauflinie der Kette verschieblich abgestützt ist.Chain tensioner The invention relates to a chain tensioner and creht from a known for vibration-free guidance of the slack strand of a chain in a chain tensioner with a chain tensioner that acts as a grinding shoe, Flat arched, resilient bracket, which extends over almost the entire length of the slack side rests on the chain and between its ends designed as eyes is a extending the bow deflecting tension spring, one end of which at a fixed Attached abutment and the other end approximately parallel to the running line of the chain is slidably supported.

Hierbei ist es auch bekannt, den aus Bandstahl bestehenden Bügel mit einer verschleißfesten Aufla 'ge aus Gummi oder Kunststoff zu versehen. Falls dieser aus Federstahl bestehende Bügel verhältnismäßig dünn, beispielsweise aus einem Bandstahl von 1 mm Dicke, ausgebildet ist, ist der Bügel zu biegsam, so daß er der Neigung des Leertrums der Kette zur Ausführung von Schwingungen keinen ausreichenden Widerstand entgegenzusetzen vermag. Wenn aber zur Behebung dieses Nachteils -die Dicke des Bügels erhöht, der Bügel also beispielsweise aus einem 2 mm dicken Bandstahl hergestellt wird, ist der Bügel zu steif, so daß die den Bügel belastende Zugfeder stärker bemessen werden muß und dann nicht mehr die gewünschte flache Kennlinie aufweist. Die cewünschte im wesentlichen konstante Belastung der praktisch gesamten Länge des Leertrums der Kette durch den Bügel geht damit verloren.' Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen der schwingungsfreien Führung des Leertrums einer Kette dienenden Kettenspanner zu schaffen, der auch bei Anderung der Kettenspannung, wie sie sich bei therniischen Längenänderungen des Maschinengestelles in Form einer Änderung des Achsabstandes der Kettenräder oder auch bei Verschleiß der Kettengelenke infolge einer Längung der Kette ergibt, die Bedingung erfüllt, die Kette mit möglichst geringem Anlagedruck, aber schwingung#frei, zu führen.Here it is also known to provide the bracket made of steel strip with a wear-resistant Aufla 'ge made of rubber or plastic. If this bracket made of spring steel is relatively thin, for example from a strip of steel 1 mm thick, the bracket is too flexible so that it cannot offer sufficient resistance to the tendency of the slack strand of the chain to vibrate. But if to remedy this disadvantage -the thickness of the bracket is increased, so the bracket is made, for example, from a 2 mm thick steel strip, the bracket is too stiff, so that the tension spring loading the bracket must be dimensioned stronger and then no longer the desired flat Has characteristic. The desired essentially constant loading of practically the entire length of the slack strand of the chain by the bracket is thus lost. The invention has set itself the task of creating a chain tensioner which is used for the vibration-free guidance of the slack strand of a chain and which also works when the chain tension changes, as occurs with thermal changes in length of the machine frame in the form of a change in the center distance of the sprockets or when the chain joints are worn as a result of an elongation of the chain, the condition is met to guide the chain with the lowest possible contact pressure, but vibration # free.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Bügel aus einem Kunststoff, z. B. aus einem Polyamid oder einem Kunstkautschuk von hoher Werkstoffdämpfung und hoher dau#rplastischer Verforinbarkeit besteht der bei Dauerbelastung die Eigenschaft des Kaltflusses oder Kdechens aufweist. Das im allgemeinen unerwünschte Kriechverhalten des Kunststoffes wird hierbei zu dem Zweck ausgenutzt, daß der Bügel bei Änderung der Kettenspannung seine Form dem natürlichen Lauf der Kette weitgehend selbsttätig anpaßt, wobei der Bügel Kettenschwingungen verhindert, iin übrigen jedoch mit geringem Druck an der Kette über nahezu die gesamte Länge ihres Leertrums anliegt. Der Bügel selbst braucht hierbei nur durch eine verhältnismäßig schwache- Feder vorgespannt zu sein. Dem Kriechverhalten des Kunststoffes entspricht eine große Werkstoffdämpfang, so daß die von der Kette herrühlenden Schwingungen wirksam gedämpft werden; zu einem Kriechen des Kunststoffes vermögen jedoch die Schwingungsimpulse infolge ihrer raschen Einwirkung nicht zu führen.According to the invention this object is achieved in that the bracket from a plastic, e.g. B. made of a polyamide or a synthetic rubber with high material damping and high permanent plastic deformability, the property exists under permanent load of the cold flow or Kdechens. The generally undesirable creep behavior the plastic is used here for the purpose that the bracket when changing the chain tension largely automatically follows the natural course of the chain adapts, whereby the bracket prevents chain vibrations, but otherwise with little Pressure is applied to the chain over almost the entire length of its slack strand. The coat hanger itself only needs to be biased by a relatively weak spring to be. The creep behavior of the plastic corresponds to a large material absorption, so that the vibrations originating from the chain are effectively damped; to a However, the oscillation impulses are able to creep as a result of their rapidity Impact not to lead.

Es kann sich empfehlen, den Kunststoff zur Erhöhung seiner Verschleißfestigkeit mit einem diese Eigenschaften begünstigenden Füllmaterial, z. B. kurzen Glasfasern, zu versetzen.It may be advisable to use the plastic to increase its wear resistance with a filler material that promotes these properties, e.g. B. short glass fibers, to move.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der aus einem harten Polyamid (bekannt z. B. unter dem Warenzeichen »Nylon«) oder einem harten Kunstkautschuk bestehende Gleitbügel mit einer Auflage aus weicherem, verschleißfestem Material, insbesondere aus einem weichen Kunstkautschuk, versehen.In a preferred embodiment of the invention, the one from one hard polyamide (known, for example, under the trademark »nylon«) or a hard one Artificial rubber sliding arm with a layer of softer, wear-resistant Material, in particular made of a soft synthetic rubber, provided.

Diese Auflage darf elastisch sein und braucht nicht mehr eine hohe Werkstoffdämpfung aufzuweisen, da die Anpassung der Gesamtform des Bügels an die natürliche Lauflinie des Leertrums der Kette auch bei sich ändernder Kettenspannung durch das plastische Verhalten des Bügelwerkstoffes gewährleistet ist. Durch geeignete Ausbildung der Form des Bügels im Querschnitt und in Längsrichtung kann die selbsttätige Anpassung des Bügels an die sich mit der Kettenspannung, ändernde Lauffinie unterstützt werden. In erster Linie erfolgt dies durch eine kontinuierliche Anpassung des Widerstandsmomentes gegen Biegung an die längs des Bügels zu erwartenden Biegemomente und die zu erwartenden Änderungen der natürlichen Lauflinie der Kette bei Spännungsänderungen.This support may be elastic and no longer needs a high one To have material damping, since the adaptation of the overall shape of the bracket to the natural running line of the slack strand of the chain even with changing chain tension is guaranteed by the plastic behavior of the bracket material. By suitable design of the shape of the bracket in cross section and in the longitudinal direction the automatic adaptation of the bracket to the changing with the chain tension Lauffinie are supported. First and foremost, this is done on a continuous basis Adjustment of the section modulus against bending to that to be expected along the bracket Bending moments and the expected changes in the natural running line of the chain in the event of changes in tension.

Die Zeichnungen erläutern, wie die Erfindung ausgeführt werden kann.The drawings illustrate how the invention can be carried out.

F i g. 1 zeigt einen Nockenwellen-Kettenantrieb, der mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Spanner ausgestattet ist; F i g. 2, 3 und 4 zeigen verschiedene Formen des Bügels; F i g. 4 A ist ein Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig, 4; F i g. 5 zeigt eine andere Form für den Bügel, und F i g. 5 A ist ein Querschnitt nach der Linie V-V der Fig. 5. F i g. 1 shows a camshaft chain drive which is equipped with a tensioner designed according to the invention; F i g. Figures 2, 3 and 4 show different shapes of the bracket; F i g. 4 A is a cross section along the line IV-IV of Fig, 4; F i g. Fig. 5 shows another shape for the bracket, and Fig. 5A is a cross section along the line VV of FIG .

In Fig. 1 bezeichnet 10 das Antriebsrad, 11 das Nockenwellenrad und 12 die Antriebskette zwischen den beiden Kettenrädern. Der Spanner weist einen Bügel 13 auf, dessen eines gleitendes Ende 14 an einer Führung 15 längsverschieblich abgestützt ist, während das andere Ende 16 an einem Widerlager befestigt und z. B. neben dem Antriebskettenrad-10 angeordnet ist. Eine Zugfeder 17 erstreckt sich zwischen den beiden Enden des Bügels 13 und ist an ihnen befestigL Der Bügel 13 ist aus einem Polyamid oder einem harten Kunstgummi hergestellt. Diese Werkstoffe haben eine beträchtliche Werkstoffdämpfang und einen wesentlich geringeren Elastizitätsmodul als Stahl. Demgemäß können recht dicke Lagen für den Bügel verwendet werden, ohne daß eine übermäßig starke Zugfeder in Kauf genommen werden muß.In Fig. 1 , 10 designates the drive wheel, 11 the camshaft wheel and 12 the drive chain between the two chain wheels. The tensioner has a bracket 13 , one sliding end 14 of which is supported longitudinally displaceably on a guide 15 , while the other end 16 is attached to an abutment and z. B. is arranged next to the drive sprocket 10. A tension spring 17 extends between the two ends of the bracket 13 and is fastened to them. The bracket 13 is made of a polyamide or a hard synthetic rubber. These materials have a considerable material damping and a significantly lower modulus of elasticity than steel. Accordingly, quite thick layers can be used for the bracket without having to accept an excessively strong tension spring.

Der entscheidende Vorteil, der aus der Herstellung des Bügels 13 aus Polyamid oder Kunstgummi herrührt, besteht darin, daß diese Materialien »kriechen«, wenn sie einer Dauerbelastung ausgesetzt werden.'Dieses Kriechen wird noch durch die Temperatur der Brennkraftmaschine, in der der Kettenspanner eingebaut ist, begünstigt. Infolge dieses Kriechens oder Kaltflusses wird der, Bügel, welche Lose auch immer die Kette haben mag, sich plastisch verformen, um sich dem jeweiligen Verlauf des losen Trums der Kette anzupassen, und dadurch ein »Schlackern« bzw. Schwingungen der Kette wirksam verhindern.The decisive advantage of making the bracket 13 from polyamide or synthetic rubber is that these materials "creep" when they are exposed to constant stress. This creep is also caused by the temperature of the internal combustion engine in which the chain tensioner is installed is favored. As a result of this creeping or cold flow, the bow, whatever slack the chain may have, will be plastically deformed in order to adapt to the respective course of the loose strand of the chain, and thereby effectively prevent "slagging" or vibrations of the chain.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Enden 14, 16 des Bügels als Augen ausgebildet, und zwischen diesen hat der BÜgel eine gleichmäßige Stärke.In the case of the in FIG. 1 , the ends 14, 16 of the bracket are designed as eyes, and between these the bracket has a uniform thickness.

C gsform sind Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführung die den Augen benachbarten Teile 18, 19 des Bügels stärker als der mittlere Teil 20, und sie verjüngen sich fortlaufend zur Mitte hin, wodurch die so an den Enden des Bügels geschaffene größere Stärke eine Sicherung gegen ein mögliches Zerbrechen des Bügels unter den verhältnismäßig hohen örtlichen Belastungen an diesen Enden darstellt.In the case of the in FIG . 2, the parts 18, 19 of the bracket adjacent to the eyes are stronger than the central part 20, and they taper continuously towards the center, whereby the greater strength thus created at the ends of the bracket is a safeguard against a possible breakage of the bracket under the represents relatively high local loads at these ends.

Die Neigung einer Antriebskette zum Schlackern oder Schwingen ist an der Stelle, wo das Leertrum das Antriebskettenrad verläßt, besonders ausgeprägt. Wird verhindert, daß sich dieses Schlackern oder Schwingen an dieser Stelle entwickelt, so ist leicht auch ein Flattern oder Schwingen des übrigen Leertrums zu verhindern. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, dicht neben dem Antriebszahnrad einen mäßig hohen Druck zwischen dem Bügel und der Kette zu haben und diesen Druck längs des Bügels fortlaufend zu verringern, so daß in der Wirkung derjenige Teil des Bügels, der etwas entfernter vom Antriebszahnrad ist, nur noch mit einem geringen Anlagedruck die Kette führt.The propensity of a drive chain to slither or sway is particularly pronounced at the point where the slack strand leaves the drive sprocket. If this slagging or swinging is prevented from developing at this point, this also makes it easy to prevent the remaining slack strand from fluttering or swinging. For this reason, it is desirable to have a moderately close to the drive gear to have high pressure between the bracket and the chain and this pressure along the To reduce the bracket continuously, so that in effect that part of the bracket, which is a little further away from the drive gear, only with a low contact pressure the chain leads.

F i g. 3 stellt eine Abänderung der F i g. 2 dar und zeigt, wie diese Wirkung erreicht werden kann, indem die Stärke des mittleren Teils 20 des Bügels von 18 nach 19 abnimmt.F i g. 3 represents an amendment to FIG . Figure 2 shows how this effect can be achieved by decreasing the thickness of the central portion 20 of the bracket from 18 to 19 .

Um Material zu sparen, könnte der Bügel mit einer Rippe oder mehreren Rippen ausgebildet werden. deren Stärke'vom verjüngten Ende 19 ab in Richtung auf das Ende 18 fortlaufend zunimmt. Eine solche Ausführung ist in den F i g. 4 und 4 A dargestellt, bei der der Bügel einen U-förmigen Querschnitt mit zwei Rippen 21, 22 hat. Der Querschnitt kann auch T-förmig sein. - Soll die maximale Schwingbewegung der gelängten Antriebskette möglichst klein sein, um zwischen den beiden Trümern eines Steuerkettenantriebs so viel Platz wie möglich zu schaffen, so ist eine Ausführungsform der F i g. 5 und 5 A zu wählen. Hierbei ist der Bügel unmittelbar neben den Enden bei 23, 24 relativ dünn, und die Stärke nimmt von diesen Stellen an zur Mitte hin zu. Diese Gestalt des Bügels ist im ganzen flach gewölbt und kann wieder einen U-förmigen Querschnitt haben (F 1 g. 5 A). In order to save material, the bracket could be designed with one rib or several ribs. the strength of which increases continuously from the tapered end 19 in the direction of the end 18. Such an embodiment is shown in FIGS. 4 and 4 A shown, in which the bracket has a U-shaped cross section with two ribs 21,22. The cross section can also be T-shaped. - If the maximum oscillating movement of the elongated drive chain is to be as small as possible in order to create as much space as possible between the two fragments of a timing chain drive, one embodiment of FIG. 5 and 5 A to choose. Here, the bracket immediately adjacent to the ends at 23, 24 is relatively thin, and the strength increases from these points towards the center. This shape of the bracket is arched flat on the whole and can again have a U-shaped cross section (F 1 g. 5 A).

Die Zugfeder 17 ist bestrebt, die gewölbte Form aufrechtzuerhalten. Es genügt schon eine schwache Feder, um zu erreichen, daß der Bügel zum Kriechen gelangt, sich infolgedessen dem Verlauf der Kette anpaßt und mit ihr in Berührung bleibt, wenn sie sich infolge irgendwelcher Umstände längt.The tension spring 17 tries to maintain the curved shape. A weak spring is enough to ensure that the bracket begins to creep, as a result adapts to the course of the chain and remains in contact with it if it elongates as a result of any circumstances.

Die in den Zeichnungen dargestellten Bügel sind ganz aus einem harten homogenen Kunststoff hergestellt, wie z. B. aus einem mit Glasfaser gefüllten Polyamid. In allen Fällen kann die- an der Kette schleifende Arbeitsfläche des Bügels mit einer Schicht aus weicherem Material versehen sein, z. B. aus Kunstgummi, um Geräusche zu vermindern, die durch das Scheuern der sich berührenden Flächen der Kette und des Spanners erzeugt werden.The brackets shown in the drawings are made entirely of a hard one homogeneous plastic produced, such as. B. made of a glass fiber-filled polyamide. In all cases, the work surface of the bracket that is dragging on the chain can also be used a layer of softer material, e.g. B. from synthetic rubber to noise to reduce the chafing of the contacting surfaces of the chain and of the tensioner.

Claims

Claims: 1. For the vibration-free guiding of the slack strand of a chain in a chain gear, certain chain tensioner with a flat arched, resilient bracket acting as a sanding shoe, which rests almost over the entire length of the slack strand on the chain and between its ends designed as eyes a tension spring bending the bracket extends, one end of which is attached to a fixed abutment and the other end is slidably supported approximately parallel to the running line of the chain, characterized in that the bracket (13) made of a plastic, e.g. B. consists of a polyamide, or a synthetic rubber of high material damping and high permanently plastic deformability, which has the property of cold flow or creep under constant load. 2. chain tensioner according to claim 1, characterized in that the plastic to increase its wear resistance with a property -favoring filler material, for. B. kär-zen glass fibers, is offset. 3. Chain tensioner according to claim 1 or 2, characterized in that the bracket consisting of a hard polyamide or a hard synthetic rubber is provided with a layer of softer, wear-resistant material, in particular a soft synthetic rubber. la considered publications: German Patent No. 1 036 596; British Patent Nos. 273-823, 684 813, 907 983, 908 694.