DE19821564A1

DE19821564A1 - Einrichtung zum Führen eines Zugmittels

Info

Publication number: DE19821564A1
Application number: DE1998121564
Authority: DE
Inventors: Thomas Ullein
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 1999-11-18
Also published as: WO1999060288A1; DE19980904D2

Abstract

Eine Einrichtung zum Führen eines Zugmittels, insbesondere einer Kette (1), weist eine Schiene (2) auf, an der das Zugmittel (1) geführt ist. Die Schiene (2) ist von einem Federelement (6, 7, 22, 23) gehalten, das an einem Anschlußteil (8, 9, 22, 23) gehalten ist, wobei das Anschlußteil (8, 9, 23, 24) an einem Maschinenelement (17) befestigt ist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Führen eines Zugmit tels. Derartige Einrichtungen mit vorzugsweise einer Kette als Zugmittel werden beispielsweise im Steuertrieb von Brennkraftmaschinen eingesetzt.

Hintergrund der Erfindung

Im Steuertrieb von Brennkraftmaschinen kann ein Trum der Kette an einer Schiene geführt werden. Die Schienen werden üblicherweise am Motorblock, am Zylinderkopf oder am Steuergehäusedeckel befestigt. Schwingungen der Kette können in die Schiene als Körperschall eingeleitet und von dort - wenn die Schiene beispielsweise am Zylinderkopf befestigt ist - in unerwünschter Weise auf den Zylinderkopf übertragen werden. Wegen seiner großen Ober fläche kann aufgrund dieser Übertragung von Körperschall die Geräuschabstrah lung vom Zylinderkopf als störend empfunden werden. Diese Geräuschabstrah lung kann noch zunehmen, wenn die Schiene am Steuergehäusedeckel befestigt ist.

Hersteller von Automobilen fordern Motoren mit leisem Lauf. Damit die Geräu schabstrahlung reduziert ist, die vom übertragenen Körperschall hervorgerufen werden kann, wurde eine Dämmung des Körperschalls vorgesehen. Diese Dämmung unterdrückt die Übertragung des Körperschalls zwischen miteinander verbundenen Elementen. Bei dieser Dämmung wird der Körperschall durch einen Impedanzsprung behindert. Der Impedanzsprung wird üblicherweise durch ein Gummi- oder Federelement erreicht. Bei einer bekannten Einrichtung zum Führen eines Zugmittels wurde folgende Dämmung vorgeschlagen:

Die Schiene ist üblicherweise mit einem Anschlußteil, beispielsweise einem Flansch mit Befestigungsaugen versehen, wobei der Flansch mittels besonders ausgerüsteter Schraubenelemente beispielsweise an den Steuergehäusedeckel angeschraubt wird. Das Anschlußteil ist demzufolge ortsfest. Diese Schrau benelemente sind durch die Befestigungsaugen hindurchgeführt und greifen mit ihrem Gewindeschaft in Gewindebohrungen des Steuergehäusedeckels ein. Der Schraubenschaft ist von einem Mantel umgeben, der aus einem weichen Elasto mer gebildet ist. Dieser elastomere Mantel ist zwischen dem Schraubenschaft und dem Befestigungsauge derart angeordnet, daß kein direkter Kontakt zwi schen dem Schraubenschaft und der Schiene oder ihrem Anschlußteil besteht. Zwischen dem Anschlußteil der Spannschiene und dem Steuergehäusedeckel findet demzufolge ein deutlicher Impedanzsprung statt, der Körperschall dieser Einrichtung zum Führen der Kette ist weitgehend gedämmt, also vom Steuerge häusedeckel abgekoppelt.

Diese bekannte Lösung weist jedoch verschiedene Nachteile auf. Zunächst werden speziell ausgebildete Schraubenelemente mit dem elastomeren Mantel benötigt. Speziell im Kettentrieb von Brennkraftmaschinen werden Umgebungs temperaturen von bis zu 150°C erreicht. Bei diesen hohen Temperaturen unterliegen die bei diesen Schraubenelementen verwendeten Elastomere einem beschleunigten Alterungsprozeß. Sofern diese Elastomere mit Motoröl oder mit Verbrennungsrückständen in Kontakt geraten, wird der Alterungsprozeß weiter beschleunigt. Die Schraubenelemente müssen daher von Zeit zu Zeit ausge wechselt werden. Dieses Auswechseln erfordert nicht nur neue Schraubenele mente, sondern auch Arbeitszeit. Die dadurch entstehenden Kosten sind jeden falls unerwünscht. Weiterhin wurde beobachtet, daß diese Elastomere unter diesen Betriebbedingungen verspröden und in Stücke brechen können. Dann besteht die Gefahr, daß Bruchstücke - sofern sie in den Ölkreislauf gelangen - die Ölversorgung unterbrechen und zum Totalausfall des Motors führen können.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei einer Einrichtung zum Führen eines Zugmittels auf einfache Art und Weise den Körperschall zu däm men.

Zusammenfassung der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Schiene von einem Federelement gehalten, das von einem Anschlußteil gehalten ist, wobei das Anschlußteil an einem Maschinenelement befestigt ist. Das Federelement ist also zwischen dem ortsfesten Anschlußteil und der Schiene angeordnet. Das Federelement ist mit seinem einen Federende an dem Anschlußteil gehalten, das andere Federende hält die Schiene in ihrer vorbestimmten Position zum Führen der Kette.

Der durch das Federelement erreichte Impedanzsprung zwischen der Schiene und dem Anschlußteil dämmt in gewünschter Weise den Körperschall. Das ortsfeste Maschinenelement, also beispielsweise Motorblock, Zylinderkopf oder Steuergehäusedeckel ist weitgehend von der Schiene als Überträger von Körper schall abgekoppelt. Das Federelement ist derart beschaffen, daß es die Schiene in einer vorbestimmten Lage hält. Das ideale Federelement weist seine Feder eigenschaften in einer Achse auf, die in einer von der Kette aufgespannten Ebene und quer zur Laufrichtung der Kelle angeordnet ist. In allen weiteren Achsen ist das Federelement vorzugsweise derart steif ausgebildet, daß keine unerwünschten Relativverschiebungen zwischen der Schiene und dem Anschlu ßteil auftreten.

Es ist durchaus möglich, daß die Kette umläuft nahezu ohne Berührung mit der Schiene. Wenn die Kette mit der Schiene in Kontakt gelangt und die Schiene in Schwingung versetzt wird, sind deren Federwege quer zur Laufrichtung der Kette gering und erreichen - beginnend in einer unbelasteten Neutralposition - Auslenkungen etwa in der Größenordnung von 1 Millimeter. Das Federelement ist für diese Auslenkungen ausgelegt.

Das Federelement kann ähnlich wie eine Blattfeder ausgeführt sein, die an einem Ende an dem Anschlußteil und an dem anderen Ende an der Schiene gehalten ist. Das Federelement kann stabförmig sein und einen beliebigen Quer schnitt aufweisen. Das Federelement kann als Band ausgeführt sein, das gerade oder gekrümmt zwischen dem Anschlußteil und der Schiene angeordnet ist. Als Material ist Stahl, jedoch vorzugsweise Kunststoff geeignet, da der Kunststoff an sich für den Zweck der Dämmung des Körperschalls besser als Stahl geeignet sein kann. Wenn das Federelement aus Kunststoff in Form eines federelastisch auslenkbaren Steges gebildet ist, können zur Auslegung des Federelementes die Werkstoffeigenschaften des Kunststoffs insbesondere bei Betriebstemperaturen im Motorraum herangezogen werden.

Das Federelement weist vorzugsweise einen zur Laufrichtung der Kette par allelen Hebelarm auf, der sich vom Auflager des Federelementes am Anschluß teil bis zur Krafteinleitungsstelle erstreckt, in die eine quer zur Laufrichtung der Kelle wirksame Ketten kraft eingeleitet ist. Je größer der Hebelarm ist, desto kleiner ist die elastische Verformung des Federelementes bei gleichen Schwin gungsamplituden der Schiene.

Die Halterung - vorzugsweise eine feste Verbindung - des Federelementes an der Schiene und an dem Anschlußteil und das Federelement an sich sind derart beschaffen, daß die Schiene einwandfrei ausgerichtet und in ihrer vorgesehenen Position zum Führen der Kette gehalten ist. Bei dieser konstruktiven Auslegung werden keine weiteren Mittel benötigt, die die Schiene in ihrer Position halten. Die Halterungen des Federelementes an der Schiene und dem Anschlußteil sind in zweckmäßiger Weise entsprechend steif ausgelegt. Bei allen erfindungs gemäßen Weiterbildungen ist wesentlich, daß das Federelement zwischen Anschlußteil und Schiene angeordnet ist.

Bei erfindungsgemäßen Einrichtungen kann das Anschlußteil unmittelbar und ohne zusätzliche Dämmungen von Körperschall an das Maschinenelement angebracht werden. Das Anschlußteil kann beispielsweise als Befestigungsauge oder als Flansch ausgebildet sein, das an das Maschinenelement angeflanscht oder angeschraubt ist. Das Anschlußteil kann auch als Stecker ausgebildet sein, der in eine angepaßte Aufnahme des Maschinenelementes eingreift und ggfs. einrastet. Das Anschlußteil kann auch nach Art einer Schwalbenschwanzführung mit dem Maschinenelement verbunden sein. Da in der Verbindung keine zusätzlichen Dämmungen benötigt werden, ermöglicht die erfindungsgemäße Einrichtung jede gewünschte Verbindung.

Die Schiene, das Federelement und das Anschlußteil bilden vorzugsweise ein einziges Bauteil, das problemlos beispielsweise mit handelsüblichen Maschinen schrauben oder Bolzen mit dem Maschinenelement - beispielsweise Steuerge häusedeckel - verschraubt werden kann. Die Schiene, das Anschlußteil und das Federelement sind vorzugsweise fest miteinander verbunden, wobei das Feder element eine hinreichende Steifigkeit aufweist, um die Schiene einwandfrei zu halten.

Vorzugsweise sind die Schiene, das Anschlußteil und das Federelement aus Kunststoff gebildet und einstückig miteinander verbunden. Diese einstückige Verbindung kann aufwirtschaftlich besonders günstige Weise im Spritzverfahren erreicht werden. Diese erfindungsgemäße Einrichtung hat die folgenden weite ren Vorteile: Zunächst kann ein Kunststoff gewählt werden - vorzugsweise ein Polyamid - der sich im Spritzverfahren gut verarbeiten läßt und der gleichzeitig geeignet ist als Gleitfläche für die Kelle. Weiterhin kann Kunststoff, beispiels weise Polyamid, Körperschall in geringerem Ausmaß als Stahl übertragen. Der gewünschte Impedanzssprung zwischen der Schiene und dem Maschinenele ment kann durch das aus Kunststoff gebildete Federelement einwandfrei sicher gestellt werden. Weiterhin kann die Spritzform bereits die gewünschten steifen Halterungen zwischen dem Federelement und dem Anschlußteil einerseits und zwischen dem Federelement und der Schiene andererseits berücksichtigen. In einem einzigen Fertigungsschritt kann die erfindungsgemäße Einrichtung hergestellt werden.

Bei einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Weiterbildung weist das Anschlußteil ein insbesondere hülsenförmiges Befestigungsauge auf, das über wenigstens einen Teil seines Umfangs von einem als Federelement ausgebildeten gekrümm ten Band mit einem radialen Abstand umgriffen ist, wobei das Band einerseits an dem hülsenförmigen Befestigungsauge und andererseits an der Schiene befe stigt ist. Das gekrümmte Band ist als Federelement ausgebildet, wobei der radiale Abstand zwischen dem Band und dem Befestigungsauge derart bemes sen ist, daß das schwingende Band nicht gegen das Befestigungsauge anschlägt.

Zur einwandfreien Positionierung der Schiene wird eine erfindungsgemäße Weiterbildung vorgeschlagen, wonach zwei der hülsenförmigen Befestigungs augen achsparallel und in Laufrichtung der Kette hintereinander angeordnet sind. Die einen Enden der Bänder sind dann jeweils an einem Ende der Schiene befestigt, so daß die Schiene nicht um eine Querachse kippt. Die anderen Enden der Bänder sind je an einem der beiden Befestigungsaugen befestigt.

Bei dieser Anordnung kann es vorteilhaft sein, wenn die Befestigungsaugen spiegelbildlich zu einer quer zur Laufrichtung der Kette gedachten Spiegelebene angeordnet sind, wobei die gekrümmten Bänder in der Höhe der Längsachsen der Befestigungsaugen aneinander abgestützt sind. Die gegenseitige Abstützung der Bänder erhöht insgesamt die Stabilität der erfindungsgemäßen Einrichtung. Die beiden Bänder sind vorzugsweise im Bereich ihrer gegenseitigen Abstüt zung einstückig miteinander verbunden.

Eine weitere erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, daß das hülsenförmige Befestigungsauge einen durchgehenden Schlitz aufweist und einen Zapfen des ortsfesten Maschinenelementes umklammert. Der Schlitz erstreckt sich dann in Richtung des Zapfens. Wenn das Befestigungsauge auf den Zapfen aufgeführt wird, erzwingt der Zapfen eine Erweiterung der Öffnung des Befestigungsauges, wobei der Schlitz quer zur Achsrichtung des Befestigungsauges vergrößert wird. Die Klammerwirkung gewährleistet eine einwandfreie Fixierung des Befesti gungsauges auf dem Zapfen, wobei gegebenenfalls lediglich eine axiale Siche rung an dem Zapfen vorgesehen werden kann, um ein Abrutschen des Befesti gungsauges von dem Zapfen zu verhindern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in zwei Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Kettentrieb mit einer erfin dungsgemäßen Einrichtung zum Führen der Kette,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Einrichtung aus Fig. 1 im Schnitt,

Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung und

Fig. 4 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Einrichtung nach Fig. 3.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Teil eines Kettentriebs einer Brennkraftmaschine, mit einer Kette 1 als Zugmittel. Die erfindungsgemäße Einrichtung umfaßt eine Schiene 2, die aus Polyamid hergestellt ist. Die Schiene 2 weist einen äußeren Schenkel 3 und einen inneren Schenkel 4 auf, zwischen denen die Kette 1 läuft. Die beiden Schenkel 3, 4 sind an einer Seite über einen Bord 5 einstückig miteinander verbunden, wie deutlich der Fig. 2 zu entneh men ist.

An den inneren Schenkel 4 schließen an dessen Enden je ein ringförmig ge krümmtes Band 6, 7 einstückig an. Innerhalb des Kettentriebs sind Befestigungs augen 8, 9 parallel zueinander und in Laufrichtung der Kette hintereinander an geordnet, wobei die Längsachsen der Befestigungsaugen 8, 9 quer zu einer von der Kette aufgespannten Ebene angeordnet sind. Die ringförmigen Bänder 6, 7 umgreifen je ein Befestigungsauge 8, 9, nahezu über dessen gesamten Umfang. Das Band 6 ist mit seinem einen Ende einstückig mit dem Befestigungsauge 8 und das Band 7 ist mit seinem einen Ende einstückig mit dem Befestigungsauge 9 verbunden. Die Bänder 6, 7 sind spiegelbildlich zueinander angeordnet, wobei die beiden Bänder 6, 7 in Höhe der Längsachsen der beiden Befesti gungsaugen 8, 9 einstückig miteinander verbunden sind.

Zwischen den Befestigungsaugen 8, 9 und den Bändern 6, 7 bzw. dem inneren Schenkel ist ein annähernd konstanter radialer Abstand eingehalten.

Die Bänder 6,7 haben jeweils einen Hebelarm h, der definiert ist durch den Abstand zwischen einem Auflager 10 des Bandes 6,7 an dem Befestigungsauge 8, 9 und der Stoßstelle zwischen den beiden Bändern 6,7. Etwa im Bereich dieser Stoßstelle greift die von der Kettenschwingung resultierende Kraft an. Dieser Hebelarm entspricht im Ausführungsbeispiel etwa dem mittleren Durch messer der ringförmig gekrümmten Bänder 6, 7.

Der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß quer zur Laufrichtung der Kette die Erstrec kung der Befestigungsaugen 8, 9, der Bänder 6, 7 und der Schenkel 3, 4 etwa gleich groß ist. Diese Erstreckung ist so gewählt, das eine gute Steifigkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung gewährleistet ist, um die Schiene 2 einwandfrei in ihrer vorbestimmten Lage zu halten.

Durch die Befestigungsaugen 8, 9 sind Bolzen 11 durchgeführt, die mit einem nicht dargestellten Steuergehäusedeckel einer Brennkraftmaschine verschraubt sind.

Von der Kette 1 auf die Schiene 2 übertragene Schwingungen verursachen einen Körperschall, der von den als Federelemente ausgebildeten Bändern 6, 7 gedämmt wird. Der Körperschall wird daher nicht oder lediglich abgeschwächt Form auf die Befestigungsaugen 8, 9 und daher auch nicht auf die weitere ange schlossene Maschinenstruktur übertragen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung nach den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen im wesentlichen durch ein geändertes Befesti gungsauge und durch eine geänderte Anordnung des Steges.

Ein Befestigungsauge 12 weist einen durchgehenden Schlitz 13 auf, der den Mantel 14 des Befestigungsauges 12 in zwei Klammerarme 15, 16 trennt. Das Befestigungsauge 12 ist auf einen Zapfen 17 eines nicht dargestellten Motor blocks aufgeführt. Die Klammerarme 15, 16 umklammern den Zapfen 17 derart, daß das Befestigungsauge 12 einwandfrei an dem Zapfen 17 fixiert ist. Als Axialsicherung ist eine Schraube 18 in eine Gewindebohrung 19 des Zapfens 17 hineingedreht. Zwischen dem Schraubenkopf 20 der Schraube 18 und dem Befestigungsauge 12 ist eine Unterlegscheibe 21 auf der Schraube angeordnet, deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser des Befestigungs auges 12 ausgebildet ist.

Federelemente bildende Stege 22, 23 sind einstückig mit dem Mantel 14 des Befestigungsauges 12 verbunden, und erstrecken sich zu dessen beiden Seiten in Richtung auf die Schiene 2, wobei sie das Befestigungsauge 12 umgreifen. Die Stege 22, 23 weisen je einen gekrümmten Biegeabschnitt 24, 25 an den ein gerader Abschnitt 26,27 einstückig anschließt. Die geraden Abschnitte 26, 27 sind einstückig jeweils mit einem Ende des inneren Schenkels der Schiene 2 verbunden und bilden Krafteinleitungsstellen. Die einstückige Verbindung der Stege 22, 23 mit dem Befestigungsauge 12 bilden Auflager 23a, wobei sich ein Hebelarm h des Federelementes erstreckt vom Auflager 23a bis zur Kraftein leitungsstelle.

Die Körperschalldämmung wird hier im wesentlichen durch die gekrümmten Biegeabschnitte 24, 25 gewährleistet, die unter einer von der Kette hervor gerufenen Schwingung mit geringfügigen Auslenkungen reagieren und dadurch wirkungsvoll den gewünschten Impedanzsprung herbeiführen. Auch bei dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung ist als Werkstoff Kunststoff, insbesondere Polyamid geeignet, da die Eigenschaften dieses Werkstoffes die Dämmung des Körperschalls in günstiger Weise unterstützen.

Bezugszeichenliste

1

Kette

2

Schiene

3

äußerer Schenkel

4

innerer Schekel

5

Bord

6

Band

7

Band

8

Befestigungsauge

9

Befestigungsauge

10

Auflager

11

Bolzen

12

Befestigungsauge

13

Schlitz

14

Mantel

15

Klammerarm

16

Klammerarm

17

Zapfen

18

Schraube

19

Gewindebohrung

20

Schraubenkopf

21

Unterlegscheibe

22

Steg

23

Steg

24

Biegeabschnitt

25

Biegeabschnitt

26

gerader Abschnitt

27

gerader Abschnitt

28

Auflager

Claims

1. Einrichtung zum Führen eines Zugmittels, insbesondere einer Kette (1), mit einer das Zugmittel (1) führenden Schiene (2), die von einem Federelement (6, 7, 22, 23) gehalten ist, wobei das Federelement (6, 7, 22, 23) von einem An schlußteil (8, 9, 12) gehalten ist, das an einem Maschinenelement (17) befestigt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schiene (2), das Anschlußteil (8, 9, 12) und das Federelement (6, 7, 22, 23) fest miteinander verbunden sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die Schiene (2), das Anschlußteil (8, 9, 2) und das Federelement (6, 7, 22, 23) aus Kunststoff gebildet und einstückig miteinander verbunden sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Federelement (6, 7, 22, 23) einen zur Laufrichtung der Kette (1) parallelen Hebelarm (h) aufweist, der sich vom Auflager (10, 23a) des Federelementes (6, 7, 22, 23) am Anschlußteil (8, 9, 12) bis zur Krafteinleitungsstelle erstreckt, in die eine quer zu Laufrichtung der Kette (1) wirksame Kettenkraft eingeleitet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der wenigstens ein insbesondere hülsenförmiges Befestigungsauge (8, 9, 12) über wenigstens einen Teil seines Umfangs von einem als Federelement ausgebildeten gekrümmten Steg (6, 7, 22, 23) mit einem radialen Abstand umgriffen ist, wobei der Steg (6, 7, 22, 23) einerseits an dem hülsenförmigen Befestigungsauge (8, 9, 12) und andererseits an der Schiene (2) befestigt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der zwei hülsenförmige Befestigungsaugen (8, 9) achsparallel und in Laufrichtung der Kette (1) hintereinander angeordnet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der die Stege (6, 7) spiegelbildlich zu einer quer zur Laufrichtung der Kette (1) gedachten Spiegelebene angeordnet und in der Höhe der Längsachsen der Befestigungsaugen (8, 9) aneinander abgestützt sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6, bei der die Schiene (2), die Befesti gungsaugen (8, 9) und die Stege (6, 7) aus Kunststoff gebildet und einstückig miteinander verbunden sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der das auf einem Zapfen (17) des Maschi nenelementes angeordnete hülsenförmige Befestigungsauge (12) einen durch gehenden Schlitz (13) aufweist und den Zapfen (17) umklammert.