DE19856705A1 - Führungseinrichtung für eine Kette eines Kettentriebes - Google Patents

Abstract

Eine Führungseinrichtung für eine Kette eines Kettentriebs, insbesondere für die Kette eines Steuerbetriebes von Verbrennungsmotoren, hat wenigstens ein Führungselement. Das Führungselement weist dabei jeweils wenigstens einen Befestigungspunkt auf. In und/oder gegen die Laufrichtung der Kette weist das wenigstens eine Führungselement außerhalb seiner Führungslänge massebehaftete, elastische Bereiche auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Führungseinrichtung für eine Kette eines Kettentriebes nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 und Anspruch 7 näher definierten Art.

Ketten jeglicher Art, welche für Antriebszwecke, ins­ besondere für kettengetriebene Steuertriebe von Ver­ brennungsmotoren, Verwendung finden, erzeugen aufgrund ihrer Teilung in einzelne Elemente, wie. Rollen, La­ schen und Nieten, Rasselgeräusche und Schwingungen im Trum.

Um Querschwingungen der Kette im Trum zu begrenzen, werden deshalb Führungsschienen und Kettenspanner ein­ gesetzt, wie sie in der gattungsgemäßen Druckschrift DE-PS 9 08 694 beschrieben sind.

Auch die DE 195 35 036 A1 beschreibt einen Kettenspan­ ner mit Führungseigenschaften, welcher über zwei Blattfederschuhe ein Kettentrum spannt.

Allerdings entstehen auch beim Einsatz von Kettenfüh­ rungsschienen und Kettenspannern Geräusche, weil die Kette aufgrund ihres Polygoneffekts beim Abrollen vom Kettenblatt hüpfend auf die Führungselemente auf­ schlägt, bevor sie zum Anliegen auf den Führungsele­ menten kommt.

Wird die Führungsschiene und/oder der Kettenspanner nahe bis an das jeweilige Kettenblatt herangebracht, so werden die Klopf- und Rasselgeräusche der Kette besonders stark. Werden die Führungsschienen dagegen verkürzt, so führt dies zu einem verstärkten Quer­ schwingen (Kettenschlagen), was weitere Geräusche ver­ ursacht und die Kette darüber hinaus auch noch zu un­ erwünschten Längsschwingungen anregen kann.

Die Kettengeräusche werden häufig so stark, daß sie kaum gedämpft durch den gesamten Motorblock hindurch­ laufen und auch störend in den Motorlagern erscheinen. Von dort aus können sie aufgrund ihrer Frequenzlage sehr leicht auf die Rohbaustruktur des gesamten Fahr­ zeuges überspringen.

Eine weitere Vorrichtung zum Führen und Spannen von Ketten beschreibt die EP 0 785 375 A1, welche sich eines hydraulischen Aufweitens einer Kettenspannvor­ richtung bedient.

Auch auf die US 1,579,681, die EP 0 055 162 B1 und die FR 2 644 514 A1 soll zum weiteren Stand der Technik verwiesen werden.

Man hat versucht, die durch die Kette entstehenden Geräusche zu verringern, indem man die Führungselemen­ te der Kettenspanner in Gummibuchsen gelagert hat. Solche speziellen Lagerungen sind in der DE 196 06 002 C2 und in der DE 40 O1 304 A1 beschrieben.

Diese Maßnahme hat aber nur minimalen Erfolg, da sich die Gummibuchsen als nicht dämpfend gegenüber dieser Art der Geräuscheinleitung erwiesen haben. Die durch die Kette verursachten schlagenden Geräusche weisen nämlich einen sehr steilen Flankenanstieg auf, welcher einen hochfrequenten Fourier-Anteil enthält. Bekannte Gummimaterialien sind nicht in der Lage, auf einen derart steilen (zeitlich schnellen) Flankenanstieg der schlagenden Kettengeräusche zu reagieren. Im Gegen­ teil, das Gummimaterial verhärtet sich unter den stei­ len Flankenanstiegen zunehmend und leitet damit die Geräusche fast ungedämpft weiter. Dieses Verhalten des Gummis wird als "schallhart" bezeichnet.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Führungs­ einrichtung für eine Kette zu schaffen, die in der Lage ist, angetriebene Ketten, insbesondere die Ketten von Steuertrieben von Verbrennungsmotoren, zu führen, zu spannen und dabei die von der Kette erzeugten Ge­ räusche zu minimieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Die Führungselemente werden über ihre Führungslänge hinaus als elastisches Masseelement fortgesetzt, ohne daß die Kette in dem fortgesetzten Bereich der Füh­ rungselemente dauerhaft anliegt.

Das fortgesetzte Teil des elastischen, massebehafteten Führungselements nimmt jedoch die Prellschläge der auftreffenden Kettenglieder auf. Die markoskopischen und mikroskopischen Schwingungen die hierbei entste­ hen, werden von der trägen Masse der fortgesetzten Teile der Führungselemente gedämpft und gelangen des­ halb nicht direkt an deren Befestigungspunkte.

Eine alternative Lösung der Aufgabe ist im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 7 aufgezeigt.

Sämtliche Befestigungspunkte eines herkömmlichen Ket­ tenspanners werden dabei auf eine separate Trägerplat­ te montiert, welche ihrerseits wieder über ge­ räuschentkoppelnde Maßnahmen, mit einem gegenüber den Kettenrädern ortsfesten Punkt verbunden ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Trägerelement als Trägerplatte aus­ geführt sein, wobei in diese Trägerplatte ein Well­ schlag eingeprägt ist. Diese im Idealfall blecherne mit wellenartigen bzw. mäanderartigen Strukturen ver­ sehene Platte gibt gegenüber den hochfrequenten Prell­ schlägen der Kette elastisch nach und der eingeprägte Wellschlag kann die hochfrequenten Anteile der Schwin­ gung durch Massenträgheit und innere Reibung dämpfen, ohne dabei schallhart zu reagieren, wie es ein Gummi tun würde. Die tieferen Frequenzen bzw. die Schwin­ gungsanteile mit flacheren Flankenanstiegen können durch die geräuschentkoppelten Lagerungen der Platte, z. B. Gummibuchsen, aufgenommen werden.

Hierbei kann die geräuschentkoppelte Lagerung des Trä­ gerelements in idealer Weise die senkrecht zueinander verlaufenden Kraftkomponenten der Kettenreibungskraft und der Kettenprellkraft berücksichtigen und die da­ durch entstehenden Schwingungen dämpfen.

In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestal­ tung der Erfindung kann die Trägerplatte auch doppel­ schalig ausgeführt sein. Sie würde damit vor und hin­ ter der Kette liegen und die Befestigungspunkte der Führungselemente können an beiden Schalen befestigt werden, was den Vorteil bietet besonders leicht bauen zu können, weil die Biegekräfte an den Befestigungs­ punkten der Führungselemente wegfallen würden.

Selbstverständlich kann in einer der günstigsten Aus­ führungsformen das Trägerelement mit den Führungs­ elementen nach Anspruch 1 kombiniert werden, was die Vorteile beider Systeme in sich vereint.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzip­ mäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Führungseinrichtung für eine Kette mit zwei Führungselementen, wobei elastische Be­ reiche der Führungselemente als in Spangenbö­ gen mündende Fortsetzungen ausgebildet sind;

Fig. 2 ein Führungselement der Führungseinrichtung, wobei die elastischen Bereiche des Führungse­ lements als in sich elastische Überstände aus­ gebildet sind;

Fig. 3 ein Führungselement der Führungseinrichtung, wobei einer der elastischen Bereiche als Über­ stand ausgebildet ist und der andere als eine in einen Spangenbogen mündende Fortsetzung;

Fig. 4 ein Trägerelement mit einer Führungseinrich­ tung; und

Fig. 5 eine Vergrößerung eines Bereiches des Träger­ elements in einer Seitenansicht.

In Fig. 1 ist ein Kettentrieb 1 dargestellt, welcher ein kleines Kettenrad 2 und ein großes Kettenrad 3 mit ihren jeweiligen Mittelpunkten 2a, 3a aufweist. Die Kettenräder 2, 3 sind durch eine Kette 4 (nur teilwei­ se dargestellt) verbunden. Es kann sich dabei z. B. um den Steuerkettentrieb eines Verbrennungsmotors han­ deln.

Die Kette 4 wird durch eine Führungseinrichtung 5, welche hier zwei Führungselemente 5a, 5b aufweist, geführt, wobei das an dem Leertrum 4a der Kette lie­ gende Führungselement 5a über eine in Fig. 1 nur ange­ deutete Spanneinrichtung 6 gegen die Kette 4 spannbar ist. Das andere Führungselement 5b führt die Kette 4 an ihrem Lasttrum 4b und unterbindet dort ein Schwin­ gen und Schlagen der Kette 4.

Die Führungselemente 5a, 5b weisen an ihren den Ket­ tenrädern 2, 3 zugewandten Enden elastische Spangenbö­ gen 7 auf, welche die Führungselemente 5a, 5b mit ih­ ren Befestigungspunkten 8 und/oder der Spanneinrich­ tung 6 verbindet. Die Befestigungspunkte 8 sind mit gegenüber den Kettenrädern ortsfesten Punkten verbun­ den, bei dem Steuertrieb des Verbrennungsmotors könn­ ten dies z. B. Punkte am Kurbelgehäuse (nicht darge­ stellt) desselben sein. Die eigentliche Verbindung der Befestigungspunkte 8 mit dem Kurbelgehäuse kann dabei in bekannter Art und Weise, z. B. durch Bolzen, erfol­ gen .

Durch die Federwirkung der Spangenbögen 7 werden die Führungselemente 5a, 5b gegen die Kette 4 gedrückt und liegen jeweils mit einer entsprechend der Kette 4 pro­ filierten Führungsschiene 9 an der Kette 4 an. Durch die in bekannter Art und Weise profilierte Führungs­ schiene 9 wird ein Querschwingen der Kette 4 verhin­ dert.

Die beiden Führungselemente 5a, 5b weisen in und gegen die Laufrichtung der Kette 4 elastische Fortsetzungen 10 auf. Die Führungselemente 5a, 5b sind also in Lauf­ richtung der Kette 4 länger ausgebildet als es für die reine Führungsaufgabe erforderlich wäre. Diese Fort­ setzungen 10, die in dem in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel direkt in die Spangenbögen 7 münden, haben keine Führungsaufgaben und liegen nicht unmit­ telbar an der Kette 4 an.

Beim Anlaufen bzw. Ablaufen der Kette auf die Füh­ rungselemente 5a, 5b schlagen die einzelnen Glieder der Kette 4 wegen des Polygoneffekts jedoch gegen die­ se elastischen, massebehafteten Fortsetzungen 10 der Führungselemente 5a, 5b. Durch ihre Elastizität und durch die Trägheit ihrer Masse sind diese Fortsetzun­ gen 10 der Führungselemente 5a, 5b in der Lage, die durch das Anschlagen der Glieder der Kette 4 an die Führungselemente 5a, 5b entstehenden Geräusche und Schwingungen ideal zu dämpfen. Dieser Effekt läßt sich sowohl für durch makroskopische als auch für durch mikroskopische Schwingungen verursachte Geräusche be­ obachten.

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können zu diesem Zweck in den Bögen der Spangenbögen 7 noch weitere Dämpfer oder Tilger einge­ setzt werden. Ein solcher Dämpfer könnte z. B. aus ei­ nem Gummimaterial mit einer eingelegten Bleikugel be­ stehen.

In Fig. 2 ist eine alternative Ausführung eines der Führungselemente 5b erkennbar, welches im Funk­ tionsprinzip analog zu dem Führungselement 5b aus Fig. 1 aufgebaut ist. Auch hier sind zwei Befestigungspunk­ te 8, z. B. mit dem Kurbelgehäuse, und eine profilierte Führungsschiene 9 vorhanden. Anstatt der elastischen Fortsetzung 10 des Führungselementes 5b mit der direk­ ten Verbindung zu den Spangenbögen 7 zu realisieren, wie dies bei den Führungselementen 5a, 5b aus Fig. 1 geschehen ist, sind bei dem in Fig. 2 dargestellten Führungselement 5b die beiden Enden des Führungsele­ ments 5b als in sich elastische Überstände 11 ausge­ führt. Diese Überstände 11 des Führungselementes 5b übernehmen dieselben Aufgaben wie die elastischen Fortsetzungen 10 der Führungselemente 5a, 5b aus Fig. 1.

In Fig. 3 ist eine Kombination der oben beschriebenen Ausführungsformen erkennbar, welche insbesondere dann interessant ist, wenn der für die Führungseinrichtung des Kettentriebes 1 zur Verfügung stehende Bauraum sehr gering ist. Das dargestellte Führungselement 5b weist auch hier eine Führungsschiene 9 und zwei Befe­ stigungspunkte 8 auf. Die elastischen Bereiche des Führungselementes 5b sind auf der einen Seite als ela­ stischer Überstand 11 gemäß der bei Fig. 2 beschriebe­ nen Art ausgeführt, der andere Bereich ist als elasti­ sche Fortsetzung 10 mit einem Spangenbogen 7 ausge­ führt, wobei dieser Spangenbogen 7 eines der Kettenrä­ der 2, 3 in einem Abstand umfaßt. In Fig. 3 ist das von dem Bogen des Spangenbogens 7 umfaßte Kettenrad 2 nur durch die Lage seines Mittelpunktes 2a angedeutet.

Selbstverständlich kann die Kette 4 auch von beiden Seiten durch insgesamt vier Führungselemente 5a, 5b mit elastischen Bereichen 10, 11 geführt werden (nicht dargestellt).

In Fig. 4 ist die Führungseinrichtung für den Ketten­ trieb 1 mit einem Trägerelement 12 erkennbar. Auf dem hier als Platte ausgeführten Trägerelement 12 ist da­ bei eine Führungseinrichtung 5 gemäß der in Fig. 1 beschriebenen Art angeordnet. Das Trägerelement 12 weist darüber hinaus vier Verbindungspunkte 13 auf, über die das Trägerelement 12 mit einem gegenüber den Kettenrädern 2, 3 bzw. deren Mittelpunkten 2a, 3a ortsfesten Punkt durch geräuschentkoppelnde Elemente (nicht dargestellt) verbunden ist. Die geräuschentkop­ pelnden Elemente können dabei in bekannter Art und Weise, z. B. als Gummibuchsen, ausgeführt sein.

Bei dem Einsatz des Trägerelements 12 für die Kette 4 eines Steuertriebs für Verbrennungsmotoren, könnte der gegenüber den Kettenrädern 2, 3 bzw. deren Mittelpunk­ ten 2a, 3a ortsfeste Punkt das Kurbelgehäuse des Ver­ brennungsmotors sein.

In Fig. 5 ist eine Vergrößerung eines Ausschnitts des Trägerelements 12 aus Fig. 4 erkennbar. Deutlich ist dabei die eingeprägte wellblechartige Struktur des Trägerelements 12, der sogenannte Wellschlag, erkenn­ bar. Das Trägerelement 12 weist dabei erhöhte Bereiche 14 auf, die sich mit eingeprägten Rillen 15 abwech­ seln. Durch diesen Aufbau ist das Trägerelement 12 in der Lage, die hochfrequenten Schwingungen, welche die Kette 4 beim Anschlagen an die Führungseinrichtung 5 verursacht, aufzunehmen und durch seine innere Reibung und seine Massenträgheit zu dämpfen. Über die geräu­ schentkoppelnden Maßnahmen, wie z. B. Gummibuchsen, an den Verbindungspunkten 13 können insbesondere nieder­ frequente Anteile der Schwingungen aufgenommen und gedämpft werden, welche durch die wellblechartige Aus­ bildung des Trägerelements 12 in ihrer Intensität noch nicht verringert wurden.

Claims (12)

1. Führungseinrichtung für eine Kette eines Ketten­ triebes, insbesondere für einen Steuertrieb von Verbrennungsmotoren, mit wenigstens einem Führung­ selement, das jeweils wenigstens einen Befesti­ gungspunkt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Führungselement (5a, 5b) in und/oder gegen die Laufrichtung der Kette (4) au­ ßerhalb der Führungslänge elastische, massebehaf­ tete Bereiche (10, 11) aufweist.

2. Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (4) in dem Lasttrum (4b) des Kettentrie­ bes geführt ist.

3. Führungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der elastischen, massebehafteten Bereiche als elastischer Überstand (11) des Füh­ rungselements (5a, 5b) ausgebildet ist.

4. Führungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der elastischen, massebehafteten Bereiche als elastische, in einen Spangenbogen (7) übergehende Fortsetzungen (10) des Führungsele­ ments (5a, 5b) ausgebildet ist.

5. Führungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das an der, dem Führungselement (5a, 5b) abgewand­ ten Seite des Spangenbogens (7) jeweils ein Befe­ stigungspunkt (8) angeordnet ist.

6. Führungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Bereiche der Führungselemente (5a, 5b) Tilger und Dämpfer aufweisen.

7. Führungseinrichtung für eine Kette eines Ketten­ triebes, insbesondere für einen Steuertrieb von Verbrennungsmotoren, mit wenigstens einem Führung­ selement, das jeweils wenigstens einen Befesti­ gungspunkt aufweist, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungspunkte (8) auf einem Trägerelement (12) angeordnet sind, wobei das Trägerelement (12) geräuschentkoppelnde Verbindungselemente (13) zu einem gegenüber wenigstens einem der Mittelpunkte (2a, 3a) der Kettenräder (2, 3) ortsfesten Punkt aufweist.

8. Führungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (12) aus Blech besteht.

9. Führungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (12) erhöhte Bereiche (14) und eingeprägte Rillen (15) aufweist.

10. Führungseinrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (12) als doppelschaliges Trä­ gerelement (12) ausgebildet ist, und die Kette (4) wenigstens teilweise umschließt.

11. Führungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (12) über geräuschdämpfende Ver­ bindungselemente (13) mit einem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors verbunden ist.

12. Führungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbin­ dung von Gleitschiene (10, 11) und Trägerelement (7, 8) dämpfende Eigenschaften hat.