EP2222982A1 - Werkstoffmischung aus polyamid-polyethylen für spannsysteme - Google Patents

Werkstoffmischung aus polyamid-polyethylen für spannsysteme

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Publication number
EP2222982A1
EP2222982A1 EP08852413A EP08852413A EP2222982A1 EP 2222982 A1 EP2222982 A1 EP 2222982A1 EP 08852413 A EP08852413 A EP 08852413A EP 08852413 A EP08852413 A EP 08852413A EP 2222982 A1 EP2222982 A1 EP 2222982A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polyamide
traction
material mixture
polyethylene material
polyethylene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08852413A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Hartmann
Thomas Rasche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2222982A1 publication Critical patent/EP2222982A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes or chains 
    • F16H7/10—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley
    • F16H7/12—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley
    • F16H7/1254—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley without vibration damping means
    • F16H7/1281—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley without vibration damping means where the axis of the pulley moves along a substantially circular path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes or chains 
    • F16H7/10—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley
    • F16H7/12—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley
    • F16H7/1209—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley with vibration damping means
    • F16H7/1218—Means for varying tension of belts, ropes or chains  by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley with vibration damping means of the dry friction type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes or chains 
    • F16H2007/0802—Actuators for final output members
    • F16H2007/081—Torsion springs

Definitions

  • the invention is directed to a traction mechanism drive, in particular designed as a belt drive, which is intended for an internal combustion engine and has a driven wheel and at least one drive wheel.
  • the traction mechanism further includes a tensioning system and at least one deflection or guide element, wherein the output gear and the drive wheel and all connected to the clamping system or the deflection or guide element pulleys are connected via a traction means, preferably a belt.
  • Traction drives of the aforementioned embodiment are used in internal combustion engines to drive auxiliary equipment, such as generator, water pump, air compressor or servo pump.
  • Another traction mechanism drive of the internal combustion engine also referred to as a control drive, is provided for driving the camshaft via which gas exchange valves of the internal combustion engine are actuated.
  • Both traction mechanisms include traction means, in particular belts, which are guided over all pulleys or sprockets associated with the traction mechanism drive.
  • the traction mechanism drives of the internal combustion engine are further associated with tensioning devices and deflection or guide elements, which are designed in particular as deflection rollers or guide rails, which ensure a pretensioning of the traction means and thus a largely slip-free drive.
  • the traction mechanism drives include damping measures in order to dampen the uneven drive caused by the rotational irregularity of the internal combustion engine. fen.
  • the Buchstofftlander hydraulically or mechanically acting clamping systems are associated with integrated damping device on the example, an adjusting movement of the associated with the tensioning system roller is effectively damped, which is advantageous in terms of noise and wear of the traction drive.
  • a traction mechanism layout is known in which the traction means, a belt, the crankshaft pulleys, a water pump and other ancillary components including a deflection roller encloses.
  • the document also shows the construction of a clamping system for the traction drive with integrated damping device.
  • This device is provided with a cylindrical frictional element which dampens spring-loaded actuating movements of the swivel arm, which is the end via a roller with the traction means in combination.
  • the swivel arm is rotatably limited by a plastic bearing slide bearing relative to the stationary component.
  • PTFE is added to the plastics used for dry sliding bearings and friction linings.
  • This lubricant is in the form of smallest lamellae, platelets or particles in the base material, in particular polyamide.
  • a spray skin is produced during the plastic splicing process. This spray skin forms a closed surface of the finished part, enclosing the solid lubricant, PTFE, under the skin.
  • PTFE dry lubricant
  • the invention has for its object to represent for a traction drive basic materials whose stored dry lubricants are effective from the beginning in the operating state.
  • the invention provides that at least individual rotatable, pivotable or displaceable components of the clamping system made of polyamide Polyethylenmatehalien or a polyamide-polyethylene material mixture.
  • This provided for a sliding, friction, deflection or guide element material or material mixture in which the solid lubricant is chemically bonded, causing the dry lubricant in the finished component also attaches to the surface of the component.
  • a disadvantageous inlet effect is reduced or eliminated, as a result of which a noise-optimized clamping system is set in the operating state from the beginning.
  • the material mixture according to the invention does not adversely affect the damping or vibration behavior of the clamping system.
  • the invention further includes, also other components of the traction mechanism, for example, a tension roller or pulley and guide or deflecting rails made of a polyamide-polyethylene material mixture.
  • a tension roller or pulley and guide or deflecting rails made of a polyamide-polyethylene material mixture.
  • polyamide-polyethylene materials are described in DE 10 2005 946 571 A1.
  • the document is limited to the chemical composition of this material mixture as well as to a method for producing these materials.
  • the present invention relates to the use of polyamide-polyethylene materials for components of traction drives.
  • polyamide-polyethylene component for the materials according to the invention is preferably PA-66, PA-46, PA-6T, PA-6 / 6T and / or PPA, which is added in pure form or as a mixture. + Text from 044 (Leibniz)
  • a preferred material mixture provides a ratio of polyamide to polyethylene of> 80:20.
  • a preferred material mixture for components of traction drives contains additives and / or reinforcing products such as reinforcing fibers or aramid fibers.
  • the polyamide-polyethylene mixture according to the invention includes a proportion of 5-30% PTFE.
  • the material according to the invention enables a complete substitution of previous materials such as PA46 PTFE.
  • a material change therefore requires no structural or geometric adaptation in a clamping system or other components of the traction drive.
  • the invention further relates to components of the clamping system with a sanding transferable transferable.
  • the polyamide-polyethylene material mixture according to the invention is combined with a base material or carrier material.
  • a permanent bond of these different materials is preferably a cohesive connection, such as gluing or ultrasonic welding.
  • a disk-like designed damping and / or friction element made of a polyamide-polyethylene material.
  • a disk-like designed damping and / or friction element made of a polyamide-polyethylene material.
  • the sliding bearing of the pivot lever is made of the material mixture according to the invention via which the pivot lever relative to the stationary base part is rotatable.
  • the material mixture according to the invention offers the possibility also of producing a disc shape deviating designed damping and / or friction elements, such as a conically shaped socket or a wedge ring, which is intended for cone clamping systems.
  • the use of polyamide-polyethylene is further without exception suitable for the production of different components of the traction mechanism, which exert a relative movement with sliding partners and / or arranged rotatable or pivotable. These include, for example, the running jacket of a deflection roller or a tensioning system in connection with a tensioning roller, and guide rails or slide rails on which the traction means is guided or deflected.
  • the material mixture is also suitable for elastic bearing eyes in the region of articulation points, via which a clamping system or a guide rail is fastened to the internal combustion engine.
  • Figure 1 shows schematically the layout of a traction mechanism drive
  • Figure 2 is a partially sectioned perspective view of a mechanically damped clamping system with integrated Reibkonus
  • Figure 3 is an exploded view of a pivot lever tensioning system incorporating balanced mechanical damping
  • Figure 4 shows the structure of a pivot-damped clamping system
  • Figure 5 is an exploded view of a hydraulically damped clamping system.
  • a traction mechanism drive 1 of an internal combustion engine in which a traction means 2, in particular a belt connects a plurality of pulleys, which are inter alia with a crankshaft, individual units or tensioning or deflection in combination.
  • the drive of the traction mechanism drive 1 via a connected to the crankshaft 3 in connection, rotating in a clockwise pulley.
  • the traction mechanism drive 1, also referred to as a unit drive further includes a water pump 4, an air conditioning compressor 5 and a generator 6 whose associated pulleys are at least partially enclosed by the traction means 2.
  • the arrangement or position of the individual units results in a guide of the Buchmit- means 2, whereby the individual output gears of the units are arranged in the Switzerlandtrum 7.
  • FIGS. 2 to 5 show different variants of tensioning systems with which the pretensioning of the traction means 2 in a traction mechanism drive 1 can be directly influenced.
  • the description and the function of these known clamping systems is limited as far as possible to the components produced from the polyamide-polyethylene material mixture according to the invention.
  • FIG. 2 shows a partial section of the construction of a mechanically damped clamping system 8a.
  • the clamping system comprises a stationary housing 11, which encloses a friction cone 12, on which a pivot arm 13 is rotatably limited.
  • the swivel arm 13 in the region of a hub 14 has a receptacle 15 corresponding to an outer contour of the friction cone 12.
  • a torsion spring 16 inserted between the housing 11 and the hub 14 causes a rotation of the pivot arm 13 in a direction of rotation biasing the traction means 2.
  • an axial force of the torsion spring 16 causes a displacement of the hub 14 and thus of the pivot arm 13 in a directed to the Reibkonus 12 position, whereby at the same time sets a damping of actuating movements of the pivot arm 13.
  • the one made of polyamide polyethylene materials Reibkonus 12 containing damping device ensures effective low-noise damping from the beginning.
  • the arranged between an end-side disc 17 and the housing 11 Reibkonus 12 serves to receive the hub 14 of the pivot arm 13.
  • a rotatably mounted tension roller 19 which cooperates with the traction means 2 in the installed state.
  • the tensioning roller 19 it is also suitable for the tensioning roller 19 to produce these from a polyamide-polyethylene material mixture.
  • the tensioning system 8b shown in FIG. 3 shows a balanced, mechanically damped tensioning system in which the torsion spring 20 is held in a pot-like manner.
  • taltet housing 21 is fixed with a first spring end.
  • the further spring end of the torsion spring 20 is fastened to a cylindrical or tubular friction element 22, which abuts the outside in the installed state on an inner wall of the housing 21 and is further fixed to the pivot lever 23.
  • the structure of the clamping system 8b further provides a plain bearing bush 24, which is inserted in the installed state in a hub 25 of the pivot lever 23 and supported on the pivot lever 23 via an end-side board frontally.
  • the friction element 22 and the plain bearing bush 24 are preferably made of a polyamide-polyethylene material mixture.
  • a pivot point-damped clamping system 8c shows the figure 4.
  • the pivot lever 27 has a wedge ring 29 at the pivot point 28, the cone contour cooperating with a corresponding contact surface within the pivot lever 27.
  • a wave spring 30 exerts via an intermediate ring 31 an axially and radially acting force on the wedge ring 29th out, which dampens immediately adjusting movements of the pivot lever 27.
  • a receptacle 32 in conjunction with a bore 33 of the pivot lever 27 is intended for a tension roller not shown in Figure 4.
  • FIG. 5 shows a hydraulically damped tensioning system 8d with the following construction.
  • An over two axially spaced slide bearings 37a, 37b pivotable toggle 38 is provided at a first end for receiving the tension roller 39.
  • a hydraulic tensioning element is articulated in a known construction.
  • the clamping element 40 is provided in the region of the articulation points with bearing eyes 41 a, 41 b.
  • Both the bearing lugs 41 a, 41 b and the slide bearings 37 a, 37 b are made of a polyamide-polyethylene polyethylene material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen insbesondere als Riementrieb ausgeführten Zugmitteltrieb (1) einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Antriebsrad und zumindest ein Abtriebsrad, die über ein Zugmittel, insbesondere einen Riemen verbunden sind. Zur Erzielung einer ausreichenden Vorspannung des Zugmittels ist ein Spannsystem (8a) mit integrierter Dämpfungseinrichtung vorgesehen. Als Dämpfungseinrichtung dient ein aus einer Polyamid-Polyethylen-Werkstoffmischung hergestellter, ortsfest positionierter Reibkonus (12), auf dem ein Schwenkarm (13), beaufschlagt durch eine Torsionsfeder (16) über eine Nabe (14) schwenkbar ist, wobei eine Aufnahme (15) der Nabe mit der Mantelkontur des Reibkonus (12) korrespondiert.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Werkstoffmischung aus Polyamid-Polyethylen für Spannsysteme
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung richtet sich auf einen Zugmitteltrieb, insbesondere ausgeführt als ein Riementrieb, der für eine Brennkraftmaschine bestimmt ist und eine Abtriebsrad sowie zumindest ein Antriebsrad aufweist. Der Zugmitteltrieb schließt weiterhin ein Spannsystem ein sowie zumindest ein Umlenk- oder Führungselement, wobei das Abtriebsrad und das Antriebsrad sowie alle mit dem Spann- System oder dem Umlenk- oder Führungselement in Verbindung stehenden Riemenräder über ein Zugmittel, vorzugsweise einem Riemen verbunden sind.
Hintergrund der Erfindung
Zugmitteltriebe der zuvor genannten Ausführung werden in Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Hilfsaggregaten, wie beispielsweise Generator, Wasserpumpe, Klimakompressor oder Servopumpe eingesetzt. Ein weiterer, auch als Steuertrieb bezeichneter Zugmitteltrieb der Brennkraftmaschine ist zum Antrieb der Nockenwelle vorgesehen, über die Gaswechselventile der Brennkraftma- schine betätigt werden. Beide Zugmitteltriebe schließen Zugmittel, insbesondere Riemen ein, die über alle dem Zugmitteltrieb zugeordneten Riemenscheiben bzw. Kettenräder geführt sind. Den Zugmitteltrieben der Brennkraftmaschine sind weiterhin Spannvorrichtungen sowie Umlenk- oder Führungselemente zugeordnet, die insbesondere als Umlenkrollen oder Führungsschienen ausge- führt sind, die eine Vorspannung des Zugmittels und damit einen weitestge- hend schlupffreien Antrieb gewährleisten. Weiterhin schließen die Zugmitteltriebe Dämpfungsmaßnahmen ein, um den aufgrund der Drehungleichförmig- keit der Brennkraftmaschine verursachten ungleichmäßigen Antrieb zu dämp- fen. Dazu sind den Zugmitteltheben hydraulisch oder mechanisch wirkende Spannsysteme mit integrierter Dämpfungseinrichtung zugeordnet, über die beispielsweise eine Stellbewegung der mit dem Spannsystem in Verbindung stehenden Laufrolle wirksam gedämpft wird, was sich vorteilhaft hinsichtlich der Geräuschentwicklung und dem Verschleiß des Zugmitteltriebs auswirkt.
Aus der DE 696 10 811 T2 ist ein Zugmitteltrieb-Layout bekannt, bei dem das Zugmittel, ein Riemen, die Riemenscheiben der Kurbelwelle, einer Wasserpumpe sowie anderer Nebenaggregate einschließlich einer Umlenkrolle um- schließt. Dem Dokument ist weiterhin der Aufbau eines Spannsystems für den Zugmitteltrieb mit integrierter Dämpfungseinrichtung zu entnehmen. Diese Einrichtung ist versehen mit einem zylindrisch gestalteten Reibelement, das federbelastet Stellbewegungen des Schwenkarms dämpft, der endseitig über eine Laufrolle mit dem Zugmittel in Verbindung steht. Der Schwenkarm ist über ein aus Kunststoff hergestelltes Gleitlager gegenüber dem ortsfesten Bauteil begrenzt drehbar.
Bei Zugmitteltriebe, die der Atmosphäre ausgesetzt sind und gleichzeitig unge- schmiert sind, werden den verwendeten Kunststoffen für trockenlaufende Gleit- lager und Reibbeläge PTFE zugesetzt. Dieser Schmierstoff liegt in Form von kleinsten Lamellen, Plättchen oder Partikeln im Grundwerkstoff, insbesondere Polyamid vor. Bei der Herstellung dieser Bauteile entsteht beim Kunststoff- Sphtzprozess eine Spritzhaut. Diese Spritzhaut bildet eine geschlossene Oberfläche des Fertigteils, wodurch der Festschmierstoff, das PTFE, unter der Haut eingeschlossen ist. Dadurch kommt die Wirkung des Trockenschmierstoffs (PTFE) erst dann zur Wirkung, wenn die Spritzhaut verschlissen ist. Folglich stellt sich eine nachteilige Geräuschentwicklung in der Einlaufphase dieser Spannsysteme ein. Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Zugmitteltrieb Grundstoffe darzustellen, deren eingelagerte Trockenschmierstoffe von Beginn an im Be- triebszustand wirksam sind.
Erfindungsgemäße Lösung
Die zuvor genannte Problemstellung wird erfindungsgemäß durch die Merkma- Ie des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung sieht vor, dass zumindest einzelne verdrehbare, schwenkbare oder verschiebbare Bauteile des Spannsystems aus Polyamid- Polyethylenmatehalien oder einer Polyamid-Polyethylen-Werkstoffmischung bestehen. Dieser für ein Gleit-, Reib-, Umlenk- oder Führungselement vorgesehene Werkstoff bzw. Werkstoffmischung, bei dem der Festschmierstoff chemisch gebunden ist, bewirkt das sich der Trockenschmierstoffs beim fertigen Bauteil auch an der Oberfläche des Bauteils anlagert. Dadurch verringert sich bzw. unterbleibt ein nachteiliger Einlaufeffekt, wodurch sich im Betriebszustand von Beginn an ein geräuschoptimiertes Spannsystem einstellt. Neben einem über die gesamte Lebensdauer konstanten Geräuschniveau nimmt die Werkstoffmischung gemäß der Erfindung keinen nachteiligen Einfluss auf das Dämpfungs- bzw. Schwingungsverhalten des Spannsystems.
Neben dem Gleit- oder Reibelement eines Spannsystems schließt die Erfindung weiterhin ein, auch übrige Bauteile des Zugmitteltriebs, beispielsweise eine Spannrolle bzw. Umlenkrolle sowie Führungs- bzw. Umlenkschienen aus einer Polyamid-Polyethylen-Werkstoffmischung herzustellen. Damit sind alle mit einer Lagerung, Dämpfung oder Führung in Verbindung stehenden Bauteile des Zugmitteltriebs aus der erfindungsgemäßen Werkstoffmischung herstellbar, wodurch bereits in der Anlaufphase ein reibungsoptimierter Zugmitteltrieb, verbunden mit einem geringen Geräuschniveau realisierbar ist. Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Werkstoffmischung werden durch den chemisch in dem Werkstoff gebundenen Festschmierstoff erzielt, alternativ zu bisher verwendeten Tribowerkstoffen, bei denen der Festschmierstoff (PE) unvernetzt und sehr grob verteilt in der Matrix vorliegt.
Die Polyamid-Polyethylen-Materialien werden in der DE 10 2005 946 571 A1 beschrieben. Das Dokument beschränkt sich auf die chemische Zusammensetzung dieser Werkstoffmischung sowie auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Materialien. Davon ausgehend bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung von Polyamid-Polyethylen-Materialien für Bauteile von Zugmittel- trieben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2-12.
Als bevorzugte Polyamid-Polyethylen-Komponente für die erfindungsgemäßen Materialien eignet sich bevorzugt PA-66, PA-46, PA-6T, PA-6/6T und/oder PPA, das in reiner Form oder als Gemisch beigefügt wird. + Text aus 044 (Leibniz)
Eine bevorzugte Werkstoffmischung sieht ein Verhältnis von Polyamid zu PoIy- ethylen von > 80:20 vor. Eine für Bauteile von Zugmitteltrieben bevorzugte Werkstoffmischung enthält Additive und / oder Verstärkungsprodukte wie Verstärkungsfasern oder Aramidfasern.
Um einen ausreichenden Trockenschmierstoffanteil zu gewährleisten, schließt die erfindungsgemäße Polyamid-Polyethylen-Mischung einen Anteil von 5-30 % PTFE ein.
Vorteilhaft ermöglicht der erfindungsgemäße Werkstoff eine vollständige Sub- stituierung bisheriger Werkstoffe wie beispielsweise PA46 PTFE. Eine Werkstoffumstellung erfordert folglich keine konstruktive oder geometrische Anpassung in einem Spannsystem oder bei übrigen Bauteilen des Zugmitteltriebs. Die Erfindung ist weiterhin auf Bauteile des Spannsystems mit einem Sand- wichaufbau übertragbar. Dabei ist die erfindungsgemäße Polyamid- Polyethylen-Werkstoffmischung mit einem Grundwerkstoff oder Trägerwerkstoff kombiniert. Als dauerfeste Verbindung dieser unterschiedlichen Materialien eignet sich bevorzugt eine stoffschlüssige Verbindung, wie Klebung oder Ultra- schallschweißung.
Für ein mechanisches Spannsystem bietet es sich bevorzugt an, ein scheibenartig gestaltetes Dämpfungs- und / oder Reibelement aus einem Polyamid- Polyethylen-Material herzustellen. Ergänzend dazu ist die Gleitlagerung des Schwenkhebels aus der erfindungsgemäßen Werkstoffmischung hergestellt über die der Schwenkhebel gegenüber dem ortsfesten Basisteil verdrehbar ist.
Vorteilhaft bietet die Werkstoffmischung gemäß der Erfindung die Möglichkeit auch von einer Scheibenform abweichend gestaltete Dämpfungs- und / oder Reibelemente herzustellen, wie beispielsweise eine konisch gestaltete Buchse oder einen Keilring, der für Konus-Spannsysteme bestimmt ist. Die Verwendung von Polyamid-Polyethylen ist weiterhin ausnahmslos geeignet zur Herstellung von unterschiedlichen Bauteilen des Zugmitteltriebs, die mit Gleitpartnern eine Relativbewegung ausüben und / oder verdrehbar oder verschwenk- bar angeordnet sind. Dazu zählen beispielsweise der Laufmantel einer Umlenkrolle bzw. einer mit einem Spannsystem in Verbindung stehenden Spannrolle, sowie Führungsschienen oder Gleitschienen, an denen das Zugmittel geführt oder umgelenkt wird. Die Werkstoffmischung eignet sich außerdem für elastische Lageraugen im Bereich von Anlenkpunkten, über die ein Spannsys- tem oder eine Führungsschiene an der Brennkraftmaschine befestigt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigt:
Figur 1 schematisch aufgebaut das Layout eines Zugmitteltriebs; Figur 2 ein im Teilschnitt in einer Perspektive abgebildetes mechanisch gedämpftes Spannsystem mit integriertem Reibkonus;
Figur 3 in einer Explosionszeichnung ein Schwenkhebel-Spannsystem, das eine balancierte, mechanische Dämpfung einschließt;
Figur 4 den Aufbau eines drehpunktsgedämpften Spannsystems;
Figur 5 in einer Explosionszeichnung ein hydraulisch gedämpftes Spannsystem.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die Figur 1 zeigt einen Zugmitteltrieb 1 einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Zugmittel 2, insbesondere ein Riemen eine Vielzahl von Riemenscheiben verbindet, die unter anderem mit einer Kurbelwelle, einzelnen Aggregaten oder Spann- oder Umlenkeinrichtungen in Verbindung stehen. Der Antrieb des Zugmitteltriebs 1 erfolgt über eine mit der Kurbelwelle 3 in Verbindung stehende, im Uhrzeigersinn umlaufende Riemenscheibe. Der auch als Aggregatetrieb zu bezeichnende Zugmitteltrieb 1 schließt weiterhin eine Wasserpumpe 4, einen Klimakompressor 5 sowie einen Generator 6 ein, deren zugehörige Riemenscheiben von dem Zugmittel 2 zumindest teilweise umschlossen sind. Die Anordnung bzw. Lage der einzelnen Aggregate ergibt eine Führung des Zugmit- tels 2, wodurch die einzelnen Abtriebsräder der Aggregate im Zugtrum 7 angeordnet sind. Zur Sicherstellung einer ausreichenden Vorspannung des Zugmittels 2 dient ein Spannsystem 8, welches einem Leertrum 9 des Zugmitteltriebs 1 zugeordnet ist. Weiterhin schließt der Zugmitteltrieb 1 eine Umlenkrolle 10 ein, deren Lage unmittelbar Einfluss nimmt auf den Umschlingungsgrad des Zugmittels 2 an den Riemenscheiben des Generators 6 sowie des Spannsystems 8. Die weiteren Figuren 2 - 5 zeigen unterschiedliche Varianten von Spannsyste- men, mit denen die Vorspannung des Zugmittels 2 in einem Zugmitteltrieb 1 unmittelbar beeinflussbar ist. Die Beschreibung und die Funktion dieser bekannten Spannsysteme beschränkt sich weitestgehend auf die aus der erfin- dungsgemäßen Polyamid-Polyethylen-Werkstoffmischung hergestellten Bauteile.
Die Figur 2 zeigt in einem Teilschnitt den Aufbau eines mechanisch gedämpften Spannsystems 8a. Das Spannsystem umfasst ein ortsfest angeordnetes Gehäuse 11 , das einen Reibkonus 12 einschließt, auf dem ein Schwenkarm 13 begrenzt drehbar ist. Dazu weist der Schwenkarm 13 im Bereich einer Nabe 14 eine mit einer Außenkontur des Reibkonus 12 korrespondierende Aufnahme 15 auf. Eine zwischen dem Gehäuse 11 und der Nabe 14 eingesetzte Torsionsfeder 16 bewirkt eine Verdrehung des Schwenkarms 13 in eine das Zugmittel 2 vorspannende Drehrichtung. Synchron dazu bewirkt eine Axialkraft der Torsionsfeder 16 eine Verschiebung der Nabe 14 und damit des Schwenkarms 13 in eine auf den Reibkonus 12 gerichtete Position, wodurch sich gleichzeitig eine Dämpfung von Stellbewegungen des Schwenkarms 13 einstellt. Die einen aus Polyamid-Polyethylen-Materialien hergestellten Reibkonus 12 beinhaltende Dämpfungseinrichtung gewährleistet von Beginn an eine wirksame geräuscharme Dämpfung. Der zwischen einer endseitigen Scheibe 17 und dem Gehäuse 11 angeordnete Reibkonus 12 dient zur Aufnahme der Nabe 14 des Schwenkarms 13. Mittels einer in Figur 2 nicht abgebildeten Befestigungsschraube, die in die zentrale Öffnung 18 der Scheibe 17 eingesetzt und durch das Gehäuse 11 geführt und beispielsweise in dem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine eingeschraubt, ist das Spannsystem 8a befestigt. Am freien Ende ist der Schwenkarm 13 mit einer drehbar gelagerten Spannrolle 19 versehen, die im Einbauzustand mit dem Zugmittel 2 zusammenwirkt. Bedarfsabhängig bietet es sich ebenfalls für die Spannrolle 19 an, diese aus einer Po- lyamid-Polyethylen-Werkstoffmischung herzustellen.
Das in Figur 3 abgebildete Spannsystem 8b zeigt ein balanciertes mechanisch gedämpftes Spannsystem, bei dem die Torsionsfeder 20 in einem topfartig ges- talteten Gehäuse 21 mit einem ersten Federende fixiert ist. Das weitere Federende der Torsionsfeder 20 ist an einem zylindrischen bzw. rohrförmig ausgeführten Reibelement 22 befestigt, welches außenseitig im Einbauzustand an einer Innenwandung des Gehäuses 21 anliegt und weiterhin an dem Schwenk- hebel 23 fixiert ist. Der Aufbau des Spannsystems 8b sieht weiterhin eine Gleitlagerbuchse 24 vor, die im Einbauzustand in eine Nabe 25 des Schwenkhebels 23 eingesetzt und über einen endseitigen Bord stirnseitig an dem Schwenkhebel 23 abgestützt ist. Zur Erzielung optimaler Reibungsverhältnisse sind bevorzugt das Reibelement 22 sowie die Gleitlagerbuchse 24 aus einer Polyamid- Polyethylen-Werkstoffmischung hergestellt. Ergänzend dazu bietet es sich an, die Spannrolle 26 aus dieser zuvor genannten Werkstoffmischung herzustellen.
Ein drehpunktsgedämpftes Spannsystem 8c zeigt die Figur 4. Zur gezielten Dämpfung von Stellbewegungen weist der Schwenkhebel 27 im Drehpunkt 28 einen Keilring 29 auf, deren Konuskontur mit einer korrespondierenden Kontaktfläche innerhalb des Schwenkhebels 27 zusammenwirkt. Im Einbauzustand des Spannsystems 8c, bei dem alle axial zueinander versetzt dargestellten Bauteile zusammengefügt sind und mittels einer zentralen, in Figur 4 nicht ab- gebildeten Befestigungsschraube fixiert sind, übt eine Wellfeder 30 über einen Zwischenring 31 eine axial und radial wirkende Kraft auf den Keilring 29 aus, der damit unmittelbar Stellbewegungen des Schwenkhebels 27 dämpft. Eine Aufnahme 32 in Verbindung einer Bohrung 33 des Schwenkhebels 27 ist für eine in Figur 4 nicht abgebildete Spannrolle bestimmt. Am freien Ende bildet der Schwenkhebel 27 einen Befestigungswinkel 34, an dem im Betriebszustand des Spannsystems 8c ein Federelement befestigt ist. Zur Reibungsoptimierung des Spannsystems 8c weist dieses im Bereich des Drehpunkts 28 zwei Gleitlager 35a, 35b sowie auf der vom Keilring 29 abgewandten Seite des Schwenkhebels 27 eine Reibscheibe 36 auf. Erfindungsgemäß sind die Bauteile, der Keilring 29, die Gleitlager 35a, 35b sowie die Reibscheibe 36 aus Polyamid- Polyethylen-Materialien hergestellt. Die Figur 5 zeigt ein hydraulisch gedämpftes Spannsystem 8d mit folgendem Aufbau. Ein über zwei axial beabstandete Gleitlager 37a, 37b schwenkbarer Kniehebel 38 ist an einem ersten Ende zur Aufnahme der Spannrolle 39 vorgesehen. An dem weiteren Ende des Kniehebels 38 ist ein hydraulisches Spannelement in bekannter Bauweise gelenkig befestigt. Dazu ist das Spannelement 40 im Bereich der Anlenkpunkte mit Lageraugen 41 a, 41 b versehen. Sowohl die Lageraugen 41 a, 41 b als auch die Gleitlager 37a, 37b sind aus einem Po- lyamid-Polyethylen-Material hergestellt.
Bezugszahlenliste
1 Zugmitteltrieb
2 Zugmittel
3 Kurbelwelle
4 Wasserpumpe
5 Klimakompressor
6 Generator
7 Zugtrum
8 Spannsystem
8a Spannsystem
8b Spannsystem
8c Spannsystem
8d Spannsystem
9 Leertrum
10 Umlenkrolle
11 Gehäuse
12 Reibkonus
13 Schwenkarm
14 Nabe
15 Aufnahme
16 Torsionsfeder
17 Scheibe
18 Öffnung
19 Spannrolle
20 Torsionsfeder
21 Gehäuse
22 Reibelement
23 Schwenkhebel
24 Gleitlagerbuchse
25 Nabe
26 Spannrolle
27 Schwenkhebel 28 Drehpunkt
29 Keilring
30 Wellfeder
31 Zwischenring
32 Aufnahme
33 Bohrung
34 Befestigungswinkel
35a Gleitlager
35b Gleitlager
36 Reibscheibe
37a Gleitlager
37b Gleitlager
38 Kniehebel
39 Spannrolle
40 Spannelement
41 a Lagerauge
41 b Lagerauge

Claims

Patentansprüche
1. Zugmitteltrieb, insbesondere Riementrieb, eingesetzt in einer Brenn- kraftmaschine, umfassend ein Antriebsrad und zumindest ein Abtriebs- rad, sowie zumindest ein Spannsystem (8, 8a-8d) mit integrierter Dämpfungseinrichtung und zumindest ein Führungselement, die über ein Zugmittel (2), vorzugsweise einem Riemen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne verdrehbare, schwenkbare oder verschiebbare Bauteile des Spannsystems (8, 8a-8d) und / oder des Führungselementes, insbesondere Gleitelemente oder Reibelemente aus Polyamid-Polyethylen-Materialien oder eine Polyamid- Polyethylen-Werkstoffmischung hergestellt sind.
2. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, bei denen als Polyamid-Komponente PA-66, PA-46, PA-6T, PA-6/6T und/oder PPA in reiner Form oder als Gemisch vorhanden sind.
3. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Po- lyamid-Polyethylen-Materialien als Kompatibilisator weitere reaktive Ad- ditive einschließt.
4. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffmischung Verstärkungsfasern in Zusatzmengen von 1 bis 30 im Ma.- % , bezogen auf das Polyamid-Polyethylen-Material einschließt.
5. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Po- lyamid-Polyethylen-Werkstoffmischung einen Anteil von 5 - 30 PTFE enthält.
6. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Po- lyamid-Polyethylen-Werkstoffmischung eine vollständige Substituierung bisher verwendeter Werkstoffe ermöglicht.
7. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Po- lyamid-Polyethylen-Werkstoffmischung als Sandwichbauweise auf einen Trägerwerkstoff aufgebracht ist.
8. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanisches Spannsystem (8, 8a-8d) ein aus einem Polyamid- Polyethylen-Werkstoff hergestelltes Dämpfungs- und/oder Reibelement einschließt.
9. Zugmitteltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reibscheibe (36) oder ein Reibelement (22) als Dämpfungs- und/oder Reibelement vorgesehen ist.
10. Zugmitteltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Keilring (29) oder eine konisch gestaltete Buchse als Dämpfungs- oder
Reibelement vorgesehen ist.
11. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine als Gleitlager (35a, 35b) für ein Spannsystem (8c) vorgesehene Buchse zumindest bereichsweise aus einer Polyamid-Polyethylen-
Werkstoffmischung hergestellt ist.
12. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein als Anlenkpunkt ausgeführtes Lagerauge (41 a, 41 b) des Spannsystems (8d) aus einer Polyamid-Polyethylen-Werkstoffmischung hergestellt ist.
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