-
Diese
Erfindung betrifft Führungen
für einen Gleitkontakt
mit Ketten, Riemen und anderen Energieübertragungsmitteln, wie denen,
die in einem Kraftfahrzeugmotor oder dergleichen für die Übertragung
von Energie von einem antreibenden Kettenrad oder einer Riemenscheibe
an ein angetriebenes Kettenrad oder eine Riemenscheibe verwendet
werden. Diese Führungen
können
feste Führungen
oder bewegliche Führungen
in Verbindung mit Spannern sein. Insbesondere betrifft die Erfindung
Verbesserungen bei Führungen,
die aus Kunstharzen geformt sind.
-
Im
Allgemeinen ist bei einer Getriebevorrichtung für einen Kraftfahrzeugmotor
oder dergleichen, bei der mechanische Energie durch ein Mittel,
wie eine Kette, einen Riemen oder dergleichen übertragen wird, eine bewegliche
oder feste Führung
an einem Rahmenkörper,
wie einer Wand eines Motorblocks, mittels eines Montagebolzens,
eines Stifts oder dergleichen angebracht. Die Kette, der Riemen oder
das andere Energieübertragungsmittel
läuft in Gleitkontakt
mit der Führung
um.
-
Im
Falle einer beweglichen Führung,
die die Form eines Spannhebels oder dergleichen haben kann, stellt
die Führung
dem Energieübertragungsmittel
eine geeignete Spannung zur Verfügung,
um ein Versagen des Getriebes auf Grund übermäßigen Dehnens oder übermäßigen Lockerns
des Energieübertragungsmittels
zu verhindern. Eine feste Führung,
wie eine Führungsschiene
oder dergleichen, begrenzt das Energieübertragungsmittel auf einen vorgegebenen
Umlaufweg, um Schwingungsgeräusche,
seitliche Schwingungen und Außereingriffkommen
zu verhindern.
-
13 zeigt
ein Beispiel einer herkömmlichen
Kunstharzführung 100 für einen
Spannhebel. Die Führung 100 weist
eine Gleitschiene 101, die in Gleitkontakt mit einer umlaufenden
Kette C ist, und ein Schienenträgerelement 102 auf,
das auf der Rückseite
der Gleitschiene 101 vorgesehen ist. Das Schienenträgerelement 102 weist
eine Nabe 102a mit einer Montageöffnung 103 für eine schwenkbare Anbringung
an einer Wand eines Motorblocks auf. Das Schienenträgerelement
weist auch einen Spanneranlagebereich 102b auf, der mit
einem Spanner (nicht dargestellt) zusammenwirkt, um eine geeignete
Spannung zur Verfügung
zu stellen, um ein Versagen des Getriebes zu verhindern, das aus
einem übermäßigen Dehnen
oder übermäßigen Locken
der Kette resultiert. Die Kunstharzführung 100 weist eine Mehrzahl
dicker Verstärkungsrippen 102c auf,
wobei jede in geeigneten Intervallen entlang des Schienenträgerelements 102 ausgebildet
ist, um die mechanischen Eigenschaften und die Haltbarkeit der Führung 100 zu
verbessern.
-
Die
herkömmliche
Kunstharzführung 100 hat einige
Probleme, die sie daran hindern gute mechanische Eigenschaften und
Haltbarkeit zu zeigen. Wenn die Führung von einer an einem Endbereich der
Führung
vorgesehenen Einspritzöffnung
aus spritzgegossen ist, erstrecken sich die Führungsrippen 102c im
Wesentlichen senkrecht zu der Einspritzrichtung des Kunstharzes
P. Auf Grund der Ausrichtung der Verstärkungsrippen zeigt die Strömung des
eingespritzten Kunstharzes P, die, wie in 14 dargestellt,
ein hautschichtbildendes Kunstharz P1 und ein kernbildendes Kunstharz
P2 aufweist, einen stagnierenden Fluidzustand in und um das Innere
der Verstärkungsrippen 102c.
Das Verweilen, die verwirbelte Strömung und die turbulente Strömung des Kunstharzes
P hindern das Kunstharz daran, eine spannungsfreie molekulare Ausrichtung
im Inneren der Verstärkungsrippen 102c zu
erreichen. Somit sind die Umgebungsbereiche der Rippen in einem verspannten
Zustand erstarrt. Die Orientierungsspannung bewirkt nicht nur Risse
auf Grund einer Belastung während
der Energieübertragung,
sondern bewirkt auch thermisches Schrumpfen, resultierend aus einem
nicht kristallinen Bereich im Kunstharz P. Folglich treten Belastungen
auf, wie ein Verzug, ein Verdrehen oder dergleichen in einer Umgebung
mit hohen Temperaturen, wie in einem Fahrzeugmotor, und die Führungsfunktion
ist insgesamt nicht vollständig
zufriedenstellend.
-
Bezug
nehmend auf die 15 und 16, bei
denen ein Kunstharz P verwendet wird, bestehend aus einem glasfaserverstärkten Kunstharz
(bestehend aus einem hautschichtbildenden Kunstharz P1 und einem
kernbildenden Kunstharzmaterial P2), werden ideale mechanische Eigenschaften
und Festigkeit gezeigt, wenn die verstärkenden Glasfasern F, die in
dem kernbildenden Kunstharz enthalten sind, in einer Richtung orientiert
sind, die im Wesentlichen parallel zu der Gleitschiene 101 ist.
Jedoch befindet sich das Kunstharz, wie zuvor beschrieben, da sich die
Verstärkungsrippenbereiche 102c im
Wesentlichen senkrecht zur Einspritzrichtung des Kunstharzes P erstrecken,
in einem Zustand eines stagnierten Fluidzustands im Inneren der
jeweiligen Verstärkungsrippen 102c und
in den Umgebungsbereichen hiervon. Verweilen, verwirbelte Strömung, turbulente Strömung und
dergleichen werden im flüssigen Kunstharz
erzeugt, und im Ergebnis, wie in 16 dargestellt,
ist die Orientierung der Glasfasern gestört. Somit kann, trotz des Beimischens
von Glasfasern F in das Kunstharz P, um die Festigkeit der Führung zu
erhöhen,
keine ideale Festigkeit erreicht werden.
-
Ferner
ist, da die Verstärkungsrippenbereiche
102c die
Strömung
des glasfaserverstärkten Kunstharzes
P beeinträchtigen,
die Gießbarkeit
beim Einspritzgießen
nicht zufriedenstellend. Somit können
die Glasfasern F nicht derart verteilt werden, dass sie in einer
spezifischen Richtung ausgerichtet sind, und sie können nicht
gleichmäßig in das
Kunstharz gemischt werden. Um dieses Problem zu lösen, wurde
eine Veränderung
der Einspritzbedingungen ausprobiert. Jedoch werden ein höherer Einspritzdruck
und eine längere
Einspritzdauer benötigt,
wodurch die Kosten des Einspritzgießens erhöht werden. Die
FR 2736123 offenbart eine Führung mit
den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
-
Folglich
sind es Aufgaben der Erfindung, die oben genannten Probleme zu lösen, die
beim Stand der Technik auftreten, und eine Kunstharzführung für eine Getriebevorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die Verstärkungsbereiche
aufweist, die eine größere Festigkeit
und Haltbarkeit zeigt, und bei der Belastungen, wie ein Verzug,
ein Verdrehen oder dergleichen in einer Umgebung mit hohen Temperaturen
wesentlich verringert werden.
-
Die
erfindungsgemäße Kunstharzführung weist
eine langgestreckte Schiene für
einen Gleitkontakt in Längsrichtung
mit einem Energieübertragungsmittel
und ein Trägerelement
auf, das als eine Einheit mit der Schiene gegossen ist. Das Trägerelement
weist eine Mehrzahl von Verstärkungsrippen auf,
welche die Schiene unterstützten.
Diese Rippen sind entlang der Länge
der Übertragungsvorrichtung von
einem Ort benachbart einem Ende der Schiene zu einem Ort benachbart
dem gegenüberliegenden Ende
der Schiene verteilt. Die Führung
ist mittels eines Sandwich-Einspritzgießverfahrens
unter Verwendung eines kernbildenden Kunstharzes und eines hautschichtbildenden
Kunstharzes hergestellt, und, um die oben genannte Aufgabe zu lösen, erstrecken
sich die Verstärkungsrippen
in Richtungen, so dass die Strömung
des Kunstharzes während
des Einspritzgießens
im Wesentlichen den Längsrichtungen
der Verstärkungsrippen
folgt, und die Moleküle der
Kunstharze ausgerichtet sind, wenn sie erstarrt sind. Vorzugsweise
ist das Kunstharz ein glasfaserverstärktes Kunstharz. Die erfindungsgemäße Führung kann
sowohl eine feste Führung
als auch eine bewegliche Führung
sein.
-
Damit
sich die Verstärkungsrippen
in eine Richtung erstrecken, die der Strömung des Kunstharzes während des
Einspritzgießens
folgt, kann eine beliebige Anordnung, wie eine S-förmige Anordnung, eine
gekrümmte
Anordnung, eine fachwerkartige Anordnung, eine aderartige Anordnung,
eine bienenwabenartige Anordnung oder dergleichen verwendet werden.
-
Das
Einspritzgießverfahren,
das für
die Herstellung der erfindungsgemäßen Kunstharzführung verwendet
wird, kann ein Einspritzgießverfahren sein,
bei dem die Verarbeitung des Kunstharzes in einem Schritt von einem
Endbereich in Längsrichtung der
Führung
in Richtung des anderen Endbereichs erfolgt. Beispielsweise kann
ein beliebiges Verfahren, wie ein Zweifarben-Spritzgießverfahren,
das zwei Arten von Kunstharzen verwendet, ein Sandwich-Spritzgießverfahren,
bei dem ein Kernkunstharz in eine Hautschicht eingespritzt wird,
oder dergleichen verwendet werden.
-
Erfindungsgemäß erstrecken
sich die Verstärkungsrippenbereiche,
welche die Gleitschiene unterstützen,
in Richtungen, welche der Strömung des
Kunstharzes während
des Einspritzgießens
der Führung
folgen. Somit wirken die Verstärkungsrippenbereiche
als Hilfsströmungswege,
welche das während
des Einspritzgießens
der Führung
eingespritzte Kunstharz von einem Endbereich in Längsrichtung
der Führung
in Richtung des anderen Endbereichs führen, so dass das eingespritzte
Kunstharz durch die Führung
ohne einen wesentlichen Strömungswiderstand
strömt,
so dass das eingespritzte Kunstharz verlässlich bis ans Ende der Kunstharzführung strömt.
-
Da
das Kunstharz vollständig
molekular ausgerichtet ist, wenn es erstarrt ist, wird der kristalline Bereich
des Kunstharzes vergrößert und
das thermische Schrumpfen der Führung
wird verringert. Ferner kann der Druck, der für das Einspritzgießen der
Führung
benötigt
wird, auf ein niedrigeres Niveau als im herkömmlichen Fall verringert werden,
und die Einspritzdauer kann ebenfalls verringert werden.
-
1 ist
eine Vorderansicht, die eine erfindungsgemäße Getriebeführung bei
der Verwendung in einem Kraftfahrzeugmotor zeigt;
-
2 ist
eine schematische Ansicht, die die Strömung des Kunstharzes während des
Einspritzgießens
einer erfindungsgemäßen Führung zeigt;
-
3 ist
eine geschnittene Ansicht einer Verstärkungsrippe in der Ebene A-A
von 2;
-
4 ist
eine 3 entsprechende Ansicht, die aber einen Fall zeigt,
bei dem ein glasfaserverstärktes
Kunstharz verwendet wird;
-
5 ist
eine schematische Ansicht, die das Verhältnis einer S-förmigen Verstärkungsrippe
und der Strömung
des Kunstharzes zeigt;
-
6 ist
eine schematische Ansicht, die das Verhältnis einer fachwerkartigen
Verstärkungsrippe und
der Strömung
des Kunstharzes zeigt;
-
7 ist
eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen radialen, geraden
Verstärkungsrippen
und der Strömung
des Kunstharzes zeigt;
-
8 ist
eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen radialen, gekrümmten Verstärkungsrippen
und der Strömung
des Kunstharzes zeigt;
-
9 ist
eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen geraden, aderartigen
Verstärkungsrippen
und der Strömung
des Kunstharzes zeigt;
-
10 ist
eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen gekrümmten, aderartigen Verstärkungsrippen
und der Strömung
des Kunstharzes zeigt;
-
11 ist
eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen bienenwabenartigen
Verstärkungsrippen
und der Strömung
des Kunstharzes zeigt;
-
12 ist
eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen Verstärkungsrippen,
die ein einem nummernschildartigen Muster ausgebildet sind, und
der Strömung
des Kunstharzes zeigt;
-
13 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen Kunstharzführung für eine Getriebevorrichtung
zeigt;
-
14 ist
eine geschnittene Ansicht entlang der Ebene B-B von 13;
-
15 ist
eine Ansicht, welche die ideale Ausrichtung von Glasfasern in einer
Führung
zeigt; und
-
16 ist
eine geschnittene Ansicht in der Ebene B-B von 13,
die einen Fall zeigt, bei dem ein glasfaserverstärktes Kunstharz verwendet wurde.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
einer erfindungsgemäßen Kunstharz-Getriebevorrichtung
für einen
Kraftfahrzeugmotor (im Folgenden als Getriebeführung bezeichnet), werden nachfolgend
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
Wie
in 1 dargestellt, überträgt ein Getriebe für die Taktsteuerung
bei einem Kraftfahrzeugmotor Energie mittels einer Kette C, welche
um ein antreibendes Kettenrad S1 und angetriebene Kettenräder S2 zirkulierend
umläuft.
Eine bewegliche Führung 10 führt und
erlegt der Kette C eine Spannung auf, wenn die Kette entlang der Führung gleitet.
Eine feste Führung
L, entlang der die Kette gleitet, ist ebenfalls vorgesehen. Jedoch
ungleich der Getriebeführung 10 hat
die feste Führung
keinen Verstärkungsrippenbereich.
-
Wie
in 2 dargestellt, weist die Getriebeführung eine
Gleitschiene 11 auf, mit auf einer Seite einer im Wesentlichen
bogenförmigen
Gleitkontaktfläche,
an der eine Kette C entlang gleitet, und auf ihrer gegenüberliegenden
Seite einem Schienenträgerelement 12,
das sich senkrecht zur Gleitkontaktfläche entlang der Länge der
Führung
erstreckt. Das Schienenträgerelement 12 weist
eine Nabe 12a mit einer Montageöffnung 13 zur schwenkbaren
Anbringung der Führung
an einer Wand eines Motorblocks auf, so dass sie als bewegliche
Führung
dienen kann, und einen Bereich 12b für eine Anlage an einem Spanner
T (1), um der Kette C eine geeignete Spannung aufzuerlegen,
um ein Versagen des Getriebes auf Grund übermäßigen Dehnens oder Lockerns
der Kette zu verhindern. Die Führung
hat auch einen Verstärkungsrippenbereich 12c,
der sowohl eine Verstärkungs-
als auch eine Gewichtsverringerungsfunktion hat.
-
Die
Gleitschiene 11 und das Schienenträgerelement 12 sind
einstückig
als eine Einheit mittels Einspritzgießens gegossen. Ein Kunstharz
P wird durch eine Öffnung
G, die an einem Ende in Längsrichtung
der Führung
vorgesehen ist, eingespritzt. Die Verstärkungsrippenbereiche 12c erstrecken
sich in einer S-förmigen
Ausgestaltung, um der Einspritzrichtung des Kunstharzes P zu entsprechen.
Folglich strömt
das Kunstharz P, das durch die Öffnung
G eingespritzt wird, in die Verstärkungsrippenbereiche 12c entlang
einem Hilfsströmungsweg,
wie in 2 durch Pfeile D angezeigt ist, so dass das Kunstharz in
die gesamte Führung
mit einem Minimum an Strömungswiderstand
eingespritzt wird. Das Kunstharz P verbleibt nicht stationär in den
Verstärkungsrippenbereichen 12c während des
Einspritzgießens,
und es tritt keine verwirbelte Strömung oder turbulente Strömung auf.
Folglich kann das Kunstharz P verlässlich bis zum Ende der Führung gegenüberliegend
der Öffnung
G eingespritzt werden. Im Ergebnis ist das Kunstharz P molekular
ausgerichtet, wenn es erstarrt ist.
-
Die
derart erhaltene Getriebeführung 10 hat einen
vergrößerten kristallinen
Bereich von einspritzgegossenem Kunstharz P, und folglich sind die
Festigkeit und Belastbarkeit der Führung dramatisch verbessert.
Ferner wird, da der kristalline Bereich vergrößert ist, das thermische Schrumpfen
der Führung verringert,
Belastungen, wie ein Verzug, ein Verdrehen oder dergleichen treten
selbst in einer Getriebeumgebung mit hohen Temperaturen weniger
wahrscheinlich auf, und eine verlässliche Getriebeführungsfunktion
kann erreicht werden.
-
Wie
in 3 dargestellt, kann ein Sandwich-Einspritzgießverfahren
zur Ausbildung der Getriebeführung
verwendet werden. Beim Sandwich-Einspritzgießen wird ein Kunstharz P2,
welches einen Kern bildet, in das Innere einer Ummantelung bestehend
aus einem Kunstharz P1, welches eine Hautschicht bildet, eingespritzt.
Wie dargestellt, wird der Kern in das Innere der Verstärkungsrippenbereiche 12c eingespritzt.
Da das Einspritzverhältnis
des kernbildenden Kunstharzes P2 erhöht werden kann, können die
Festigkeit und Belastbarkeit der Führung verbessert werden.
-
Wenn
das kernschichtbildende Kunstharz P2 aus einem glasfaserverstärkten Kunstharz
besteht, sind die verstärkenden
Glasfasern F gleichmäßig im Kunstharz
verteilt und in Einspritzrichtung ausgerichtet (die Richtung der
Normalen zu einem Querschnitt von 4). Mit
der Verwendung von Glasfasern kann die Festigkeit und Belastbarkeit
der Führung
weiter verbessert werden.
-
Die
Getriebevorrichtung 10 kann mittels einer herkömmlichen
Einspritzgießvorrichtung
hergestellt werden, außer
dass die Form derart geformt ist, dass die Verstärkungsrippen der Einspritzrichtung des
Kunstharzes P während
des Einspritzgießens folgen.
-
Die
Kunstharze P, die für
die Getriebeführung 10 verwendet
werden, sind nicht speziell beschränkt, und ein beliebiges der
Kunstharze, die für das
Einspritzgießen
verwendet wurden, wie Nylon 6, Nylon 66, Nylon 46, alle aromatischen
Nylons und dergleichen, können
verwendet werden.
-
Obwohl
die Verstärkungsrippen 12c beim obigen
Beispiel in Form einer S-förmigen
Kurve sind, die im Wesentlichen der Einspritzrichtung des Kunstharzes
P folgt, können
die Verstärkungsrippen
in verschiedenen anderen Formen angeordnet sein, wie in den 5 bis 12 dargestellt.
-
Mittels
Anwendung einer Anordnung, bei der die Verstärkungsrippen eine Mehrzahl
verbundener Dreiecke bilden, wie in 6 dargestellt,
wird eine fachwerkartige Anordnung erreicht. Innere Spannungen,
die in der Führung 10 unter
Belastung erzeugt werden, können
ausgeglichen werden, und deren Biegefestigkeit und Belastbarkeit
kann verbessert werden.
-
Wie
in den 7 und 8 dargestellt, ist eine Mehrzahl
von Verstärkungsrippen 12c in
einem strahlenförmigen
Muster angeordnet, das an der Gleitschiene beginnt, welche am äußeren Ende
des strahlenförmigen
Musters ist. Die strahlenförmigen Rippen
erstrecken sich entlang der Strömungsrichtung
des Kunstharzes P Eine resultierende, verbesserte Fließfähigkeit
des Kunstharzes während
des Einspritzgießens
trägt zu
einer Verringerung des Einspritzdrucks und einer Verringerung der
Einspritzdauer bei.
-
Wie
in 9 und 10 dargestellt, erstreckt sich
eine Mehrzahl von Verstärkungsrippen 12c in
einer aderartigen Anordnung. Diese Rippen erstrecken sich von einer
zentralen Rippe nach außen,
die sich in Längsrichtung
in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Gleitschiene erstreckt. Das
Kunstharz P kann gleichmäßig in die
gesamte Führung
eingespritzt werden, da die Strömung
des Kunstharzes den Richtungen der Rippen während des Einspritzgießens folgt.
Bei diesen Ausführungsbeispielen
wird die Biegefestigkeit und die Belastbarkeit der Führung weiter
verbessert.
-
Wie
in 11 und 12 dargestellt,
sind Verstärkungsrippen 12c in
einer bienenwabenartigen Anordnung oder einem nummernschild- oder
rautentastenartigen Anordnung angeordnet. Hier folgt wiederum die
Strömung
des Kunstharzes während
des Einspritzgießens
den Richtungen der Rippen, und die Festigkeit der Führung wird
verbessert.
-
Erfindungsgemäß erstrecken
sich die Verstärkungsrippen
eines Gleitschienenträgerelements in
eine Richtung, so dass die Strömung
des Kunstharzes P während
des Einspritzgießens
den Längsrichtungen
der Rippen folgt. Somit wird das Kunstharz derart molekular ausgerichtet,
wenn es erstarrt, dass die Festigkeit und Belastbarkeit der Führung dramatisch
verbessert werden. Ferner wird der kristalline Bereich des Kunstharzes,
das in die Führung eingespritzt
wird, vergrößert, so
dass das thermische Schrumpfen der Führung verringert wird, und
ein Verzug, ein Verdrehen oder dergleichen selbst in einer Umgebung
mit hohen Temperaturen verringert werden, und eine verlässliche
Führungsfunktion
erreicht wird. Der Einspritzdruck und die Einspritzdauer werden
auch verringert, und die Herstellungskosten der Führung können wesentlich
verringert werden.
-
Wenn
das Kunstharz ein glasfaserverstärktes
Kunstharz ist, kann die Ausrichtung der Glasfasern F in Längsrichtung
der Verstärkungsrippen
wesentlich verbessert werden, und eine gleichmäßigere Verteilung der verstärkenden
Glasfasern kann erreicht werden. Im Ergebnis kann die Festigkeit
der Führung
wesentlich erhöht
werden.