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Diese
Erfindung betrifft eine bewegliche Kunststoffführung für ein endloses, flexibles,
umlaufendes Energie-Übertragungsmedium,
wie eine Kette bei einer Ketten- und
Kettenradübertragung,
oder einem Riemen bei einer Riemen- und Riemenscheibenübertragung.
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Viele
Maschinen, wie Fahrzeugmotoren, umfassen eine Übertragungsvorrichtung, die
Energie mittels einer Kette, eines Riemens oder dergleichen überträgt. Eine
bewegliche Führung
wird in Gleitkontakt mit dem Übertragungsmedium
gehalten, und wirkt mit einem Spanner zusammen, um eine Spannung
aufrecht zu erhalten und um Schwingungen des Mediums in seiner Umlaufebene
zu verhindern, und auch um Querschwingungen zu verhindern. Eine
bewegliche Führung
ist üblicherweise
schwenkbar am Rahmen des Motors oder einer anderen Maschine mittels
einer Achse, wie einem Bolzen oder einem Stift, angebracht. Eine
bewegliche Führung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 ist in der
DE 195 23 912 A1 offenbart.
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8 und
9 zeigen
eine bewegliche Kunststoffführung
300,
die als Spannhebel in einer Kettenübertragung verwendet wird,
welche in der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-382798 und in ihrem
Familienmitglied
GB
2371613 A , die nachveröffentlichte
Dokumente sind, offenbart sind. Diese bewegliche Kunststoffführung
300 weist
einen Führungskörper
301 auf,
der mit einem langgestreckten Gleitschuh
302 mit einer
Vorderfläche
für einen
Gleitkontakt mit einer umlaufenden Kette, einem Riemen oder dergleichen,
und mit einem Plattenaufnahmebereich
303, der sich in Längsrichtung
auf der Rückseite
des Gleitschuhs
302 erstreckt, versehen ist. Der Gleitschuh
und der Plattenaufnahmebereich sind einstückig als eine Einheit aus einem
synthetischen Kunstharz gegossen. Eine Verstärkungsplatte
308, bestehend
aus einem biegesteifen Material zum Verstärken des Führungskörpers
301, passt in
einen sich in Längsrichtung
erstreckenden Schlitz
307 ein, der sich an der Kante des
Plattenaufnahmebereichs
303 öffnet, wobei die Öffnung in
eine Richtung zeigt, die der Richtung, in welche die Vorderfläche des
Gleitschuhs zeigt, entgegengesetzt ist. An einem Ende des Plattenaufnahmebereichs
303 ist
eine Montageöffnung
305 zur
Montage des Führungskörpers an dem
Rahmen eines Motors oder einer anderen Maschine vorgesehen. Eine
Durchgangsöffnung
308A ist
an einem Ende der Verstärkungsplatte
308 vorgesehen.
Wenn die Verstärkungsplatte
und der Führungskörper zusammengebaut
werden, unter Einpassen der Verstärkungsplatte in den Schlitz
307, fluchten
die Durchgangsöffnung
308A und
die Montageöffnung
305 miteinander
und nehmen einen Montagebolzen, -stift oder dergleichen auf.
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Da
der Plattenaufnahmebereich 303 und der Gleitschuh 302 einstückig aus
Kunstharz gegossen sind, stellt der Führungskörper selbst eine Fläche für einen
Gleitkontakt mit dem flexiblen Übertragungsmedium
zur Verfügung,
und es ist nicht erforderlich, einen gesonderten Gleitschuh vorzusehen.
Folglich verringert sich die Anzahl an Teilen und die Anzahl an erforderlichen
Schritten zur Herstellung der Führung. Da
ein Schlitz 307 in Längsrichtung,
der sich an der Kante des Plattenaufnahmebereichs 303 öffnet, eine Verstärkungsplatte 308 aufnimmt,
wird die Biegesteifigkeit, Belastbarkeit und Festigkeit der beweglichen Kunststoffführung, und
insbesondere die Biegesteifigkeit der Führung gegen ein Verbiegen in
der Ebene der Schwenkbewegung, wesentlich verbessert.
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Bei
der bekannten beweglichen Kunststoffführung 300 sind das
Verhältnis
der entsprechenden Größen und
Formen des Führungskörpers 301 und der
Verstärkungsplatte 308 nicht
als besonders wichtig in Betracht gezogen worden, und in der Praxis wurden
die Größe und Form
der Verstärkungsplatte 308 derart
ausgelegt, dass sie die gleiche Größe und Form wie der Schlitz
im Führungskörper 301 hat.
Jedoch bewirken Abweichungen in der Herstellungsgenauigkeit und
Unterschiede der thermischen Wärmeausdehnungskoeffizienten
der Materialien, dass das Ende der Verstärkungsplatte leicht über den
Führungskörper vorsteht.
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Die
oben beschriebene bewegliche Kunststoffführung erzeugt mehr Geräusche als
eine bewegliche Kunststoffführung,
die nur aus Kunstharzmaterial besteht.
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Eine
Verstärkungsplatte
bestehend aus einem steifen Material, wie Metall, verschleißt schneller als
das Kunstharz, das den Führungskörper bildet. Somit
ist es erforderlich, die Verstärkungsplatte
einem vorausgehenden Festigungsprozess, wie einer Wärmebehandlung,
zu unterwerfen, um ihre Verschleißbeständigkeit zu verbessern. Die
vorausgehende Wärmebehandlung
der Verstärkungsplatte
erhöht
die Herstellungskosten der Führung.
Die vorausgehende Wärmebehandlung
verursacht auch eine Verformung der Verstärkungsplatte, die in Schwierigkeiten
beim Einpassen der Verstärkungsplatte
in den Schlitz des Führungskörpers resultiert.
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Die
Erfinder haben die Ursache von Geräuschen der beweglichen Kunststoffführungen
und die Ursache von Verschleiß der
Verstärkungsplatte
untersucht und analysiert, und haben herausgefunden, dass unerwarteterweise
die oben genannten Probleme nicht bei allen beweglichen Kunststoffführungen, sondern
nur bei Führungen,
bei denen ein Ende des Verstärkungsbereichs über den
Schlitz des Führungskörpers heraussteht,
auftreten. Sie haben herausgefunden, dass ein direkter Kontakt zwischen
einem Plungerkolben des Spanners und der Verstärkungsplatte die Geräuscherzeugung
bei der herkömmlichen
beweglichen Führung
bewirkt, und auch bewirkt, dass die Verstärkungsplatte schneller verschleißt als der
Führungskörper.
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Folglich
ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, die oben genannten Probleme
der beweglichen Kunststoffführungen
gemäß dem Stand
der Technik zu lösen,
und eine bewegliche Kunststoffführung
zur Verfügung
zu stellen, die ausgezeichnete Laufruhe, einen einfachen Zusammenbau
und verringerte Herstellungskosten aufweist.
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Die
bewegliche Kunststoffführung
gemäß der Erfindung
weist einen langgestreckten Führungskörper und
eine Verstärkungsplatte
auf. Der Führungskörper besteht
aus einem langgestreckten Gleitschuh mit einer Vorderfläche für einen
Gleitkontakt mit dem Energie-Übertragungsmedium,
und einer Rückseite
und aus einem Plattenaufnahmebereich, der sich in Längsrichtung
entlang der Rückseite
des Gleitschuhs erstreckt und einen sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz
mit einer Öffnung
aufweist, die in eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung zeigt,
in welche die Vorderseite zeigt. Der Gleitschuh und der Plattenaufnahmebereich
sind einstückig
als eine Einheit aus einem Kunstharz gegossen. Die Verstärkungsplatte
passt in den Schlitz, und der Führungskörper und
die Verstärkungsplatte
sind um eine Befestigung verschwenkbar, die benachbart einem Ende
des Führungskörpers angeordnet
ist. Ein Teil des Plattenaufnahmeteils, entfernt vom schwenkenden
Ende des Führungskörpers, bildet eine
Plungerkolbenkontaktfläche,
die in Kontakt mit dem Plungerkolben eines Spanners sein kann. Die Plungerkolbenkontaktfläche ist
durch die Öffnung des
Schlitzes unterteilt, und die Verstärkungsplatte ist im Schlitz
zurückgesetzt,
zumindest an der Stelle, an welcher der Schlitzt die Plungerkolbenkontaktfläche unterteilt,
so dass die Verstärkungsplatte
nicht über
den Teil der Öffnung
des Schlitzes übersteht, der
die Plungerkolbenkontaktfläche
teilt.
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Bevorzugt
ist eine Montageöffnung
zur Montage der Führung
benachbart zu besagtem Ende des Führungskörpers vorgesehen, und eine
Durchgangsöffnung
ist benachbart zu einem Ende der Verstärkungsplatte vorgesehen. Diese
Durchgangsöffnungen
fluchten miteinander, wenn die Verstärkungsplatte sich im besagten
Schlitz befindet, so dass die Verstärkungsplatte und der Führungskörper durch
eine Achse, die sich durch die Montageöffnungen erstreckt, zusammengehalten
werden und um die sie schwenken können.
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Das
Kunststoffmaterial, das den Führungskörper bildet,
ist nicht speziell beschränkt.
Da jedoch die Gleitkontaktfläche
des Führungskörpers als
Gleitschuh dient, ist das Material vorzugsweise ein sogenannter
technischer Kunststoff, wie ein polyamidartiges Kunstharz, das ausgezeichnete
Verschleißbeständigkeit
und Schmiereigenschaften aufweist. Ein faserverstärktes Kunstharz
kann entweder mit oder ohne ein nichtverstärktes Kunstharz verwendet werden.
Das Material der Verstärkungsplatte
ist nicht speziell beschränkt,
aber es sollte derart ausgewählt werden,
dass die Verstärkungsplatte
die Biegesteifigkeit und die Festigkeit hat, die für eine bewegliche Kunststoffführung erforderlich
sind. Metalle auf Eisenbasis, Nichteisenmetalle, wie Aluminium,
Magnesium, Titan oder dergleichen, technische Kunststoffe, wie polyamidartige
Kunstharze oder dergleichen, und faserverstärkte Kunststoffe, werden vorzugsweise verwendet.
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Die
folgenden einzigartigen Effekte werden durch die erfindungsgemäße bewegliche
Kunststoffführung
mit dem obigen Aufbau erreicht.
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Der
Plungerkolben des Spanners ist in Eingriff mit einer relativ großen Fläche des
Führungskörpers, und
deshalb ist die Kontaktfläche
zwischen der beweglichen Führung
und dem Plungerkolben viel größer als
in einem Fall, in dem der Plungerkolben und die Verstärkungsplatte
in direktem Kontakt miteinander sind.
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Folglich
ist der Flächendruck
verringert, was in einem verringerten Verschleiß der Verstärkungsplatte an der Stelle
des Plungerkolbenkontaktbereichs des Führungskörpers resultiert. Da der Spanner-Plungerkolben
nur das Kunststoffmaterial des Führungskörpers kontaktiert,
werden keine metallischen Geräusche
erzeugt. Darüber
hinaus nimmt das Kunststoffmaterial des Führungskörpers auch Vibrationen besser
auf, als in einem Fall, in dem sich der Plungerkolben und die Verstärkungsplatte
direkt kontaktieren. So schwenkt die erfindungsgemäße bewegliche
Kunststoffführung
ruhig, wobei sie einer Kette, einem Riemen oder dergleichen eine
geeignete Spannung auferlegt, und verhindert auch verlässlich Schwingungen
der Kette, des Riemens oder dergleichen, einschließlich beider
Schwingungen in Rotationsebene und Querschwingungen.
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Da
der Führungskörper und
die Verstärkungsplatte
durch eine Montageachse, die sich durch Montageöffnungen in beiden Elementen
erstreckt, zusammen gehalten werden, können der Führungskörper und die Verstärkungsplatte
um den Montageschaft miteinander schwenken, ohne dass die Verstärkungsplatte
aus dem Führungskörper gelangt. Selbst
wenn ein Unterschied der thermischen Wärmeausdehnungskoeffizienten
der Verstärkungsplatte und
des Führungskörpers besteht,
sind die Verstärkungsplatte
und der Führungskörper an
einem Ende zueinander gesichert und können sich in Längsrichtung
relativ zueinander frei ausdehnen und kontrahieren, so dass Verformungen
und Brechen auf Grund thermischer Effekte vermieden werden können.
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1 ist
eine Explosionsdarstellung einer beweglichen Führung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 ist
eine Ansicht einer Fläche
des Führungskörpers von 1 von
unten;
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3 ist
eine Schnittdarstellung entlang der Fläche A-A in 1;
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4 ist
eine Schnittdarstellung entlang der Ebene B-B in 1;
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5 ist
eine Schnittdarstellung entlang der Ebene C-C in 1,
die auch einen Plungerkolben zeigt, der mit einem Plungerkolbenaufnahmebereich der
Führung
in Kontakt ist;
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6 ist
eine Explosionsdarstellung einer beweglichen Führung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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7(a) ist eine Schnittdarstellung in der Ebene
D-D in 6;
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7(b) ist eine vergrößerte Ansicht eines mit "E" bezeichneten Ausschnitts von 7(a);
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8 ist
eine Explosionsdarstellung einer herkömmlichen beweglichen Führung; und
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9 ist
Ansicht einer Fläche
eines Führungskörpers von 8 von
unten.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
In 1 wird eine bewegliche Kunststoffführung 100,
die in einer Kettenübertragung
verwendet wird, durch Einführen
einer Verstärkungsplatte 108 in
einen Führungskörper 101 in
Pfeilrichtung gebildet. Der Führungskörper 101 ist
einstückig
als eine Einheit aus einem Kunstharz gegossen, und weist einen Gleitschuhbereich 102 mit
einer Gleitkontaktfläche,
an der eine Kette umläuft,
an seiner Vorderseite, und einen Plattenaufnahmebereich 103,
der sich in Längsrichtung entlang
der Führung
erstreckt, auf der gegenüberliegenden
Seite auf. Ein Flansch 104 ist entlang einer Kante des
Plattenaufnahmebereichs 103 entfernt vom Gleitschuh ausgebildet.
Der Führungskörper 101 weist
ferner eine Nabe 106 mit einer Montageöffnung 105 auf. Der
Plattenaufnahmebereich 103 weist eine fachwerkartige Anordnung von
Verstärkungsrippen 103' und einen sich
in Längsrichtung
erstreckenden Schlitz 107 auf, der sich in den Flansch 104 öffnet und
in eine Richtung ist, die entgegengesetzt zu der Richtung zeigt,
in welche die die Kette kontaktierende Fläche des Gleitschuhs weist.
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Um
den Führungskörper 101 zu
verstärken, passt
eine Verstärkungsplatte 108 mit
einer Durchgangsöffnung 108A für eine Montageachse,
wie einem Bolzen oder einem Stift, in den Schlitz 107 von der
Seite entgegengesetzt zur Seite mit dem Gleitschuh 102.
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Ein
Plungerkolbenkontaktbereich 101B ist an dem Plattenaufnahmebereich
des Führungskörpers nahe
dem Ende, das dem Ende 101A gegenüberliegt, an welchem die Montageöffnung 105 angeordnet
ist, ausgebildet. Die Fläche
des Plungerkolbenkontaktbereichs wird durch den Schlitz in zwei Teile
geteilt, die in Eingriff mit dem Plungerkolben eines Spanners stehen
können,
um die Schwenkbewegung der Führung
zu steuern. Wie in 5 dargestellt, ist im Plungerkolbenkontaktbereich 101B die Verstärkungsplatte 108 leicht
zurückgesetzt
und steht nicht über
die Schlitzöffnung
hinaus. Die Bezeichnung "leicht
zurückgesetzt" bedeutet, dass die Verstärkungsplatte
in einem Maße
zurückgesetzt
ist, dass der Plungerkolben während
einer Schwenkbewegung der Führung
verlässlich
in Eingriff mit dem Plungerkolbenkontaktbereich 101B sein
kann, ohne dass der Kopf des Plungerkolbens in Kontakt mit der Verstärkungsplatte
gelangt. Die Tiefe, um die die Kante der Verstärkungsplatte unterhalb der
Plungerkolbenkontaktfläche
versetzt ist, ist nicht begrenzt. Jedoch ist es zu bevorzugen, dass
die Tiefe des Vertiefung nicht größer als die Schlitzbreite ist.
Das heißt,
die Tiefe d, um die die Platte zurückgesetzt ist, sollte im Verhältnis mit
der Schlitzbreite w derart sein, dass das Verhältnis von d/w, wie in 5 dargestellt, 1
oder weniger ist.
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Die
Form des Plungerkolbenkontaktbereichs 101B ist nicht speziell
beschränkt.
Dennoch ist es wünschenswert,
den Vorsprung 104A, wie in 5 dargestellt,
entlang beiden Kanten des Flansches vorzusehen, um ein seitliches
Verschieben der Führung
relativ zum Plungerkolben zu verhindern, das in einem Entfernen
des Plungerkolbens aus dem Plungerkolbenkontaktbereich 101B resultiert.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist die Verstärkungsplatte
nur an der Stelle des Plungerkolbenkontaktbereichs 101B vertieft.
Jedoch kann die Verstärkungsplatte 108 entlang
der gesamten Länge der
beweglichen Führung
vertieft sein.
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Die
bewegliche Kunststoffführung
mit einer in ihren Schlitz eingepassten Verstärkungsplatte 108 ist
an einem Rahmen einer Maschine, wie einem Motor, befestigt, indem
der Führungskörper 101 und
die Verstärkungsplatte 108 gemeinsam
an einem Montagebolzen, wie einem Ansatzbolzen 109, befestigt sind,
wie in 3 dargestellt. Der Ansatzbolzen 109 hat
einen schwenkungsunterstützenden
Bereich 109A.
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Selbst
wenn es einen Unterschied der thermischen Wärmeausdehnungskoeffizienten
des Führungskörpers 101 und
der Verstärkungsplatte 108 gibt,
wird die Verstärkungsplatte 108 in
dem Führungskörper durch
den Eingriff seiner Durchgangsöffnung 108A mit
dem Ansatzbolzen 109 oder einem Montagestift gehalten.
Somit können
sich der Führungskörper und
die Verstärkungsplatte
frei relativ zueinander in Längsrichtung
bewegen, so dass eine Verformung oder ein Brechen vermieden werden.
Jedoch verhindert der Eingriff des geraden Kantenbereichs nahe dem
Ende der Verstärkungsplatte 108 mit
der Wand des Schlitzes 107, wenn die Platte in den Schlitz
eingepasst ist, dass die Verstärkungsplatte
relativ zum Führungskörper schwenkt,
und behält dadurch
das zurückgesetzte
Verhältnis
zwischen der Platte und dem Führungskörper an
der Stelle des Plungerkolbenkontaktbereichs 101B bei.
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Gemäß dem in
den 6, 7(a) und 7(b) dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird eine bewegliche Kunststoffführung 200 durch
Einführen
einer Verstärkungsplatte 208 in
einen Führungskörper 201 gebildet.
Die Ausgestaltung der Führung
ist die Gleiche, wie die des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels,
außer,
dass die Verstärkungsrippen 203' am Plattenaufnahmebereich 203 derart
ausgebildet sind, dass sie senkrecht oder nahezu senkrecht zu dem
Gleitschuh 202 ausgebildet sind, und dass gestanzte Öffnungen 208B in der
Verstärkungsplatte 208 ausgebildet
sind, um das Gewicht der Führung
zu verringern.
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Da
die Verstärkungsplatte
unterhalb der Schlitzöffnung
vertieft ist, wird ein direkter Kontakt zwischen dem Plungerkolben
eines Spanners und der Verstärkungsplatte
vermieden. Folglich werden keine metallischen Geräusche während des
Betriebs der Führung
erzeugt. Darüber
hinaus steht das Ende des Plungerkolbens des Spanners mit einer
großen Fläche des
Flanschbereichs des Kunststoffführungskörpers in
Kontakt, so dass der Flächendruck
auf den Führungskörper verringert
wird. Dies resultiert in einem verringerten Verschleiß der Verstärkungsplatte. Folglich
ist ein Festigen der Verstärkungsplatte
durch einen Prozess, wie eine Wärmebehandlung,
nicht erforderlich, und folglich können die Herstellungskosten
Für die
Führung
verringert werden. Ferner wird, da die Verstärkungsplatte nicht durch eine
Wärmebehandlung
oder andere vorhergehende Prozesse verzogen wird, die Leichtigkeit
mit der die Verstärkungsplatte
in den Schlitz des Führungskörpers beim
Zusammenbauvorgang eingeführt
wird, wesentlich verbessert werden. Zusätzlich werden Geräusche, die auftreten,
wenn die Führung
während
des Betriebs schwenkt, durch den Kunststoffführungskörper absorbiert. Die Verringerung
der Geräusche
durch die Führung
trägt zu
einer insgesamten Verringerung der Geräusche bei, die durch den Motor
oder eine andere Maschine, in die die Führung eingebaut ist, erzeugt wird.
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Da
der Führungskörper und
die Verstärkungsplatte
beide an einer Achse, die sich durch die miteinander fluchtenden
Montageöffnungen
in beiden Elementen erstreckt, schwenkbar angebracht sind, werden
sie durch ihren Kontakt mit der Achse zusammen gehalten, und können miteinander
Zusammenwirken, ohne dass die Verstärkungsplatte außer Eingriff
mit dem Führungskörper gelangt.
Außerdem
können,
wenn es einen Unterschied zwischen den thermischen Wärmeausdehnungskoeffizenten
der Verstärkungsplatte
und des Führungskörpers gibt,
die Elemente sich relativ zu einander in Längsrichtung der Führung ausdehnen
und kontrahieren. Folglich tritt ein Brechen der Führung auf Grund
thermisch verursachter Verformungen nicht auf, und ihre Lebensdauer
wird wesentlich verlängert.