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Die
Erfindung betrifft eine Lagerstruktur einer Steuerkettenführung für eine Ventilantriebs-Steuerkette
eines Viertaktmotors nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Üblicherweise
ist an einem Ventilantrieb eines Viertaktmotors eine Steuerkettenführung zum gleitenden
Führen
der Steuerkette vorgesehen, sowie ein Steuerkettenspanner, um die
Steuerkette unter Spannung zu halten (siehe beispielsweise japanische
Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei. 10-77905). Ein Ende dieser Kettenführung wird
an einem Lager- oder Halterungselement, wie etwa einem Kurbelgehäuse oder
dergleichen, durch einen Bolzen gehalten.
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An
dem Steuerketten-Lagerteil kann Klappern auftreten, was zusammen
mit Schwingungen der sich bewegenden Steuerkette zu Geräuschen führt, wobei
dieses Geräusch
insbesondere wahrnehmbar ist, wenn der Motor mit hoher Drehzahl läuft. Zwar
kann die Druckkraft des Steuerkettenspanners reguliert werden, um
dieses Geräusch
zu verhindern, wodurch die Steuerkette stärker gespannt wird, was aber
wiederum zu einer höheren Reibung
zwischen dem Steuerkettenspanner und der Steuerkette führt, was
wiederum die Leistung des Motors beeinträchtigt.
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Aus
der
DE 196 31 875
A1 ist eine gattungsgemäße Lagerstruktur
bekannt, in der die Steuerkettenführung von der Kette weg durch
Gummielemente an einem Lagerelement abgestützt ist. Eine ähniche Lagerstruktur
zeigt die
DE 40 01
304 C2 , worin die Steuerkettenführung über einen Gummiring auf einem
zylindrischen Druckstück
abgestützt
ist. Die
DE 198 11
505 A1 und die
JP
102 74 298 A offenbaren jeweils eine Kettenführung, die über einen
Gummiring auf einem Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Geräuschentstehung an dem Steuerkettenführungs-Lager
wirkungsvoll zu reduzieren, ohne die Druckkraft der Steuerkettenführung mehr
als erforderlich zu erhöhen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird eine Lagerstruktur einer Steuerkettenführung zum
gleitenden Führen
einer an einem Ventilantrieb eines Motors vorgesehenen Steuerkette
vorgeschlagen, wobei die Steuerkettenführung an einem Ende durch ein
Lagerelement gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass an einer
zum Lagerelement weisenden Lagerfläche an einem Lagerungsendabschnitt
der Steuerkettenführung
Vorsprünge
aus Kunststoff oder Gummi vorgesehen sind, die integral mit der
Steuerkettenführung
hergestellt sind oder anvulkanisiert wurden, und zur Aufnahme von
Verformungen der Vorsprünge diese
von je einer ringförmigen
Vertiefung umgeben sind.
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Wenn
der Lagerungsendabschnitt der Steuerkettenführung an dem Lagerelement angebracht ist,
stehen Vorsprünge,
die an der Lager- oder Stützfläche des
Lagerungsendabschnitts vorgesehen sind, um einen vorbestimmten Betrag
in Richtung des Lagerelements vor. Dieser Vorsprung verformt sich, wenn
er zuerst mit der Seite des Lagerelements in Kontakt kommt, und
daher wird ein Klappern der Lagerung beseitigt. Geräusche, die
durch das Lagerteil der Steuerkettenführung verursacht werden, können daher
wirkungsvoll reduziert werden, und der Einfluss der Druckkraft des
Steuerkettenspanners auf die Motorleistung kann reduziert werden,
weil die Druckkraft des Steuerkettenspanners nicht mehr als erforderlich
erhöht
zu werden braucht.
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Hierbei
sind entlang den Vorsprüngen
ringförmige
Vertiefungen ausgebildet, welche die Verformung der Vorsprünge aufnehmen.
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Wenn
der Lagerungsendabschnitt der Steuerkettenführung an dem Lagerelement angebracht wird
und sich die Vorsprünge
verformen, wird diese Verformung durch die ringförmigen Vertiefungen aufgenommen,
die an den Umfängen
der Vorsprünge ausgebildet
sind, und die Dimensionsbeziehung des Lagerabschnitts ändert sich
daher nicht.
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Bevorzugt
sind die Vorsprünge
an einer Seitenfläche
der Steuerkettenführung
ausgebildet. Das bedeutet, dass die Seitenfläche der Steuerkettenführung im
Wesentlichen parallel zur Umlaufebene der Steuerkette ist.
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Wenn
die Vorsprünge
an einer Seitenfläche der
Steuerkettenführung
ausgebildet sind, verformen sich bei der Montage die Vorsprünge gleichzeitig, wenn
die Steuerkettenführung
axial von der Seite her angebracht wird.
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Bevorzugt
besitzt die Steuerkettenführung an
dem Lagerungsendabschnitt ein Lagerloch, wobei sie durch das in
dieses Lagerloch eingesetzte Lagerelement gehalten wird, wobei die
Vorsprünge
an einer Innenumfangsfläche
des Lagerlochs ausgebildet sind.
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Wenn
das Lagerelement in das Lagerloch eingesetzt wird, das am Lagerungsendabschnitt
der Steuerkettenführung
vorgesehen ist, kommen die an der Innenumfangsfläche des Lagerlochs ausgebildeten
Vorsprünge
mit dem Außenumfang
des Lagerelements in Kontakt, wobei das Lagerklappern in radialer
Richtung des Lagerelements aufgehoben wird.
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Bevorzugt
ist die Steuerkettenführung
aus Kunststoff hergestellt, und die Vorsprünge sind integral mit der Steuerkettenführung ausgebildet.
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Wenn
man die Steuerkettenführung
aus Kunstharz herstellt, können
die Vorsprünge
integral während
des Gießens
ausgebildet werden.
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Ferner
kann die Steuerkettenführung
aus Metall hergestellt sein, wobei dann die Vorsprünge integral
an dem Lagerungsendabschnitt durch Befestigen oder Anvulkanisieren
eines Gummielements ausgebildet werden.
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Wenn
die Steuerkettenführung
aus Metall hergestellt ist, kann ein Gummielement auf den Lagerungsendabschnitt
vulkanisiert werden. Die Vorsprünge
können
daher integral mit diesem Gummielement ausgebildet werden, wodurch
die Erfindung auch bei einer Metall-Steuerkettenführung anwendbar
ist. Die Ausbildung der Vorsprünge
ist einfach und erfordert nur geringe Änderungen einer Form zum Vulkanisieren
des Gummielements.
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Es
folgt eine Beschreibung einer Ausführung der Erfindung anhand
der Zeichnungen, an einem Kraftrad-Motor. Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Endteils einer Steuerkettenführungs-Lagerung in Montagerichtung;
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2 einen
aufgeschnittenen Motor mit Darstellung des Ventilantriebs;
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3 eine
Steuerkettenführungs-Lagerstruktur;
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4 einen
Querschnitt entlang Linie 4-4 von 1; und
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5 in
einer Graphik die Ergebnisse bei der Geräuschminderung.
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Zuerst
wird die Grundstruktur des gesamten Motors anhand von 2 beschrieben.
Dieser Motor ist ein Viertaktmotor, hier mit doppelter oben liegender
Nockenwelle, umfassend einen Zylinderkopf 1, einen Zylinderblock 2 und
ein Kurbelgehäuse 3.
Eine Steuerkette 5 ist innerhalb einer Steuerkettenkammer 4 aufgenommen,
die an einer Seite des Zylinderkopfs 1, des Zylinderblocks 2 und
des Kurbelgehäuses 3 vorgesehen
ist.
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Die
Steuerkette 5 ist um ein Antriebsritzel 7, das
an einem Ende einer Kurbelwelle 6 (s. 3) ausgebildet
ist, und jeweilige Nockenritzel 9 zweier Nockenwellen 8 herumgelegt,
unter Bildung des Antriebsübertragungsmechanismus
zur Übertragung der
Drehung der Kurbelwelle 6 auf die beiden Nockenwellen 8.
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Die
Steuerkette 5 dreht sich in Richtung des Pfeils in 2,
wobei der Außenumfang
der unter Zug stehenden Seite so geführt wird, dass er über eine
Steuerkettenführung 10 gleitet,
und der Außenumfang
an der Rücklaufseite
durch einen Steuerkettenspanner 11 so unter Druck gesetzt wird,
dass er mit einer festen Spannung gehalten wird. Ein Ende eines
Gleitabschnitts 12 des Steuerkettenspanners 11 ist
an einem Regler 13 angebracht, um die Druckkraft zu regulieren,
und das andere Ende ist frei drehbar an dem Kurbelgehäuse 3 gelagert.
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Die
Steuerkettenführung 10 ist
insgesamt aus Kunststoff hergestellt, wie etwa einem geeigneten
Verbund-Kunstharz, wobei ein Ende an dem Zylinderkopf 1 in
der Nähe
des Nockenritzels 9 gelagert ist und das andere über einen
Lagerungsendabschnitt 20 an dem Kurbelgehäuse 3 angebracht ist.
Bei Bedarf kann in die Steuerkettenführung 10 in Längsrichtung
ein Kernelement, beispielsweise aus Metall, eingesetzt sein.
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3 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
der Querschnittsstruktur der Lagerung, wobei der Lagerungsendabschnitt 20 mit
einem Lagerloch 21 ausgestattet ist, das auf einen durchmesserreduzierten
Abschnitt 15 eines integral mit dem Kurbelgehäuse 3 ausgebildeten
Ansatzes 14 aufgesetzt ist. Der Lagerungsendabschnitt 20 wird
an dem Kurbelgehäuse 3 gelagert,
indem man einen Lagerbolzen 17 von der Seite her über eine
Scheibe 16 an dem Ansatz 14 befestigt.
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Die
Seitenfläche
der Steuerkettenführung 10 dieser
Ausführung
bedeutet hier sowohl die Seite, an der der Lagerungsendabschnitt 20 zur
Scheibe 16 weist, als auch die hierzu entgegengesetzte
Seite, wobei die Fläche,
wo der Lagerungsendabschnitt 20 zur Scheibe 16 weist,
die Lagerfläche 22 ist.
Die Befestigungsrichtung des Lagerbolzens 17 ist daher
die Seitenrichtung, und das Lagerelement umfasst daher den Ansatz 14,
den Lagerbolzen 17 und die Scheibe 16.
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Wie
aus den 1 und 4 ersichtlich, sind
an den Innenflächen
der Lagerfläche 22 und
des Lagerlochs 21 des Lagerungsendabschnitts 20 seitliche
Vorsprünge 23 und
innere Vorsprünge 24 ausgebildet.
Abschnitte der seitlichen Vorsprünge 23,
die sich bei Kontakt mit der Scheibe 16 durch die Spannkraft
des Lagerbolzens 17 leicht verformen, stehen um einen vorbestimmten
Betrag von der normalen Fläche
der Lagerfläche 22 vor,
und ringförmige
Vertiefungen 25 sind in die normale Fläche so eingraviert oder gepresst,
dass sie die seitlichen Vorsprünge 23 umgeben
(4).
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Die
inneren Vorsprünge 24 sind
integral an der Innenfläche
eines Lagerlochs 21 derart ausgebildet, dass sie in der
axialen Richtung langgestreckt sind und um einen vorbestimmten Betrag
zur Mitte hin vorstehen. Das Ausmaß dieser Vorsprünge ist
so festgelegt, dass sie sich derart verformen können, dass der durchmesserreduzierte
Abschnitt 15 des Ansatzes 14 in das Lagerloch 21 eingesetzt
werden kann. In diesem Fall ist die Innenfläche des Lagerlochs 21 eine
normale Fläche
der Lagerfläche,
mit der Ausnahme der inneren Vorsprünge 24.
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Bevorzugt
ist eine geeignete Anzahl von seitlichen Vorsprüngen 23 und inneren
Vorsprüngen 24 mit
gleichen Abständen
entlang dem Umfang des Lagerlochs 21 ausgebildet. In dieser
Ausführung
sind jeweils vier davon ausgebildet, hier mit 90°-Abständen.
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Die
Ausführung
arbeitet wie folgt. Um den Lagerungsendabschnitt 20 der
Steuerkettenführung 10 unter
Verwendung des Lagerbolzens 17 anzubringen, wie in 3 gezeigt,
wird zuerst der durchmesserreduzierte Abschnitt 15 des
Ansatzes 14 in das Lagerloch 21 eingesetzt. Hierbei
kommen die inneren Vorsprünge 24 mit
der Außenumfangsfläche des durchmesserreduzierten
Abschnitts 15 in Kontakt, der in das Lagerloch 21 eingesetzt
ist, und sie verformen sich, während
sie in engen Kontakt kommen. Daher kann ein Lagerklappern in radialer
Richtung des Ansatzes 14 beseitigt werden.
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Wenn
der Lagerbolzen 17 über
die Scheibe 16 angebracht wird, kommen die seitlichen Vorsprünge 23 mit
der Scheibe 16 in Kontakt, wobei sie sich während des
Kontakts mit der Scheibe 16 aufgrund der Festziehkraft verformen,
um ein Lagerklappern in Befestigungsrichtung zu beseitigen. Durch
das Festziehen des Lagerbolzens 17 werden die seitlichen Vorsprünge 23 von
den Seitenflächen
gleichzeitig verformt. Die Verformung der seitlichen Vorsprünge 23 erfordert
keinen besonderen Arbeitsaufwand.
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Die
seitlichen Vorsprünge 23 werden
unter Verformung durch die Scheibe 16 niedergedrückt, wobei
diese Verformung jedoch durch die Verformung innerhalb der Vertiefungen 25 aufgenommen wird,
die an den Umfängen
der seitlichen Vorsprünge 23 ausgebildet
sind. Die Dimensionsbeziehungen des Lagerabschnitts sind daher fest.
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An
dem Lagerteil des Lagerungsendabschnitts wird ein Lagerklappern
in der Befestigungsrichtung sowie in der radialen Richtung des Lagerbolzens 17 beseitigt.
Geräusche,
die durch Lagerklappern an dem Lagerteil des Lagerungsendabschnitts 20 entstehen,
können
auch dann reduziert werden, wenn die Steuerkettenführung 10 und die
gleitende Steuerkette 5 in Schwingung geraten.
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5 ist
eine Graphik zum Vergleich dieser Ausführung mit einem anderen Beispiel,
das nicht mit den seitlichen Vorsprüngen 23 und den inneren
Vorsprüngen 24 versehen
ist. In 5 zeigt die Vertikalachse den
Schalldruckpegel des Geräuschs,
und die Horizontalachse die Druckkraft des Steuerkettenspanners 11.
Wie aus dieser Graphik klar hervorgeht, erbringt diese Ausführung bei
gleicher Druckkraft eine starke Minderung des Geräusch/Schalldruckpegels.
Daher reicht eine geringere Druckkraft als bisher aus, um den gleichen
Schalldruckpegel zu erhalten, so dass die Reibung zwischen dem Steuerkettenspanner 11 und
der Steuerkette 5 reduziert wird und die Motorausgangsleistung
entsprechend erhöht werden
kann.
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Es
ist an folgende Modifikationen gedacht. Beispielsweise ist es auch
möglich,
dass die inneren Vorsprünge 24 direkt
in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des
Lagerbolzens 17 kommen, wenn der Lagerbolzen 17 direkt
ohne Verwendung des Ansatzes 14 angebracht wird. Es ist
auch möglich,
eine Vertiefung in Form einer geraden Linie entlang den inneren
Vorsprüngen 24 an
der Innenumfangsfläche des
Lagerlochs 21 auszubilden.
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Ferner
ist es nicht unbedingt erforderlich, sowohl die seitlichen Vorsprünge 23 als
auch die inneren Vorsprünge 24 vorzusehen.
Die Aufgabe der Erfindung wird grundsätzlich auch dann gelöst, wenn man
nur die seitlichen Vorsprünge 23 oder
nur die inneren Vorsprünge 24 verwendet.
Ferner besteht die Möglichkeit,
die Vorsprünge
integral an der Außenumfangsfläche anstelle
der Innenumfangsfläche
auszubilden, wenn die Lagerstruktur so ist, dass der Außenumfangsabschnitt
des Lagerungsendabschnitts der Steuerkettenführung von der Lagerelementenseite
her anzusetzen ist.
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Die
Vorsprünge
können
analog auch beim Schwenklager des Steuerkettenspanners vorgesehen
sein oder/und statt an der Steuerkettenführung an den gegenüberliegenden
Flächen
des Lagerelements.
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Die
Erfindung ist auch anwendbar, wenn die Steuerkettenführung aus
Metall ist, indem ein Gummielement an den Lagerungsendabschnitt
anvulkanisiert wird, und während
dieses Vulkanisierens integral die seitlichen Vorsprünge und
die inneren Vorsprünge
ausgebildet werden.
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Das
Ausbilden der Vorsprünge
mit diesem Verfahren kann mit geringen Kosten erreicht werden, indem
man lediglich an der Vulkanisierform kleinere Änderungen vornimmt. Das Gleiche
gilt auch für
die Kunststoff-Steuerkettenführung der
obigen Ausführung,
wobei an dem Lagerungsendabschnitt einer Form lediglich kleine Änderungen
vorgenommen werden müssen.
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Die
erfindungsgemäße Steuerkettenführung 10 zum
gleitenden Führen
einer Steuerkette an einem Ventilantrieb eines Viertaktmotors, etwa
aus Kunststoff gefertigt, enthält
an einem Lagerungsendabschnitt ein Lagerloch 21 für einen
Lagerbolzen zur Befsestigung an einem Kurbelgehäuse. Seitliche Vorsprünge 23 sind
mit gleichem Abstand am Umfang einer Lagerfläche 22 vorgesehen,
die das Lagerloch 21 umgibt, so dass sie von einer normalen Fläche vorstehen,
wobei jeweils an den Umfängen der
seitlichen Vorsprünge 23 ringförmige Vertiefungen 25 ausgebildet
sind. An der Innenumfangsfläche des
Lagerlochs 21 stehen mit gleichem Umfangsabstand innere
Vorsprünge 24 in
Mittenrichtung vor. Hierdurch können
durch ein Lagerteil einer Steuerkettenführung verursachte Geräusche reduziert
werden, ohne die Druckkraft eines Steuerkettenspanners mehr als
erforderlich zu erhöhen.