WO2006037428A1 - Zugmitteltrieb, insbesondere für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2006037428A1
WO2006037428A1 PCT/EP2005/009765 EP2005009765W WO2006037428A1 WO 2006037428 A1 WO2006037428 A1 WO 2006037428A1 EP 2005009765 W EP2005009765 W EP 2005009765W WO 2006037428 A1 WO2006037428 A1 WO 2006037428A1
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WO
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traction mechanism
belt
mechanism according
traction
chain
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Application number
PCT/EP2005/009765
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Inventor
Martin Assel
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Schaeffler Kg
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Publication date
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/348—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear by means acting on timing belts or chains
    • 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
    • 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
    • F16H2007/0812—Fluid pressure
    • 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
    • F16H2007/0863—Finally actuated members, e.g. constructional details thereof
    • F16H2007/0874—Two or more finally actuated members

Definitions

  • the invention relates to a traction mechanism, in particular for a Brennkraftma ⁇ machine, with at least one driving wheel, at least one angeetrie ⁇ benen wheel, designed as a belt or chain wrapping and a at least two places on the belt means einwirk ⁇ the tensioning device.
  • Traction drives of this type are used to synchronize shafts of machines.
  • the crankshaft drives by means of a traction device designed as a belt or chain, one or more camshafts via which the opening and closing of the valves is controlled.
  • coupling drives are used between two camshafts.
  • a clamping device for.
  • As a hydraulic chain tensioner used to impart a certain voltage to the traction means. Due to the life of the belt or the chain, an extension inevitably occurs.
  • conventional traction drives of the compensating changes in length, but are caused by stanchions Temperatur Masse- by wear occurs only at 'one point in the traction drive, mostly in the slack side. However, this results in a rotation of the synchronized waves to each other, so that there is a phase error.
  • Brenn ⁇ but high phase fidelity between the crankshaft and Camshaft required because a phase error can lead to both increased emissions and increased consumption.
  • Tension shoes and a spring element outside of the belt arranged so that the space requirement is relatively high.
  • the invention is therefore based on the problem of admitting a traction mechanism drive which is insensitive to changes in length of the encircling means and at the same time has a simple construction.
  • the clamping device is designed as a rotatably mounted angle lever whose angled lever arms for clamping the traction mechanism against the inside of the belt means are pressed.
  • the traction mechanism according to the invention is characterized by a particularly small footprint, since the angle lever is arranged completely inside the Um ⁇ schlingungsffens. Because of the many units mounted on an internal combustion engine, space problems generally exist which, however, are effectively prevented by the traction mechanism drive according to the invention. It is preferred that the angle lever has two opposite to each other angled lever arms, around the outer sides of the belt is guided.
  • the angle lever may be approximately in the plane formed by the driven wheel and the driving wheel.
  • the driving wheel may be connected to the crankshaft of the internal combustion engine; the driven wheel may be a camshaft wheel.
  • the traction mechanism drive according to the invention can also be used in other units, for example, it may be a driven wheel of a generator, an air-conditioning compressor or a water pump.
  • the driven and driving wheels may be camshaft gears.
  • the tensile forces in the Switzerlandtrumm and the Lostrumm the traction mechanism drive usually have a fluctuating course, wherein the force in the Switzerlandtrumm is greater than the force in the Lostrumm.
  • the traction and the lull rumble oscillate in opposite directions, so that when the maximum force prevails in the traction, the force in the noise is minimal.
  • the angle lever causes the forces of the tension drift and the dead noise to adhere or overlap. Since both forces oscillate in opposite directions to one another, the resultant force which acts on the angle lever has a substantially more uniform course in comparison to the individual forces of the tension drift and the dead noise.
  • angle lever is mounted eccentrically. In this way, differently long angle arms result, which affect the force profiles differently in the train run and in the lot. By an appropriate choice of the bearing point even a nearly constant force curve can be achieved.
  • lever arms have a different length. Also by this measure, the forces can be influenced separately in Switzerlandtrumm and Lostrumm, so that a desired resulting force curve can be adjusted.
  • a lever arm may have a roller over which the belt is guided.
  • lever arms of the traction mechanism drive can be designed such that they have different angles of wrap.
  • a plurality of means can be provided with which the force profile in the traction mechanism drive can be influenced and influenced as a function of the respective boundary conditions. It is also possible to provide several of these measures simultaneously, for example, the angle lever can be mounted eccentrically, wherein the lever arms have a different Län ⁇ ge.
  • the angle lever of the traction mechanism drive according to the invention can be driven and moved by a traction mechanism tensioner, particularly preferably a hydraulic traction mechanism tensioner, in particular a chain tensioner.
  • a traction mechanism tensioner particularly preferably a hydraulic traction mechanism tensioner, in particular a chain tensioner.
  • chain tensioners are widely used and are reliable and comparatively inexpensive.
  • Kettenspan ⁇ ner can be arranged due to their small size in the interior of the traction drive.
  • the problem underlying the invention is also solved by a traction mechanism drive, in which the clamping device has a first against the Consei ⁇ te of the belt and a second against the inside of the wrapper andrückbaren clamping shoe, the Spannschu ⁇ hey are jointly displaceable parallel.
  • the tensile force and the dead band are acted upon in approximately the same way, whereby a particularly good phase accuracy is achieved, that is, there is no undesirable phase shift.
  • the direction of movement of the tensioning shoes in the plane of the belt means runs approximately perpendicular to the tension cord and the slack.
  • a particularly simple clamping device results when the clamping shoes are arranged on a common bracket. If both clamping shoes are arranged on a common bracket, it is sufficient to move the bracket, since. then automatically adjusts a parallel shift of the clamping shoes.
  • the holder is coupled to a hydraulic chain tensioner, which moves the holder and thus the clamping shoes.
  • the tension shoes have different wrap angles, which can also be influenced by different stiffnesses of the tension shoes.
  • Another advantage of the traction mechanism according to the invention is the fact that a lower damping is required.
  • a lower damping leads to lower losses and thus to a better degree of effectiveness of the traction mechanism drive and of the internal combustion engine. It is also advantageous that the tensioner stroke can be reduced overall.
  • FIG. 1 shows a traction mechanism according to the invention according to a first
  • FIG. 2 shows the traction mechanism drive shown in FIG. 1 in the extended position
  • FIG. 3 shows a traction mechanism according to the invention according to a second
  • FIG. 4 shows the traction mechanism drive shown in FIG. 3 in the extended position.
  • traction mechanism drive 1 shows a traction mechanism drive 1, consisting essentially of a first camshaft wheel 2, a second camshaft wheel 3, a chain 4 guided around the camshaft sprockets 2, 3, and an angle lever 5 arranged in the interior of the traction drive 1.
  • One of the camshaft gears 2, 3 is a driving wheel, the other camshaft gear is driven.
  • the camshaft wheels 2, 3 are designed as sprockets and connected to the camshafts of an internal combustion engine. By means of the chain 4, the rotation of the two wheels 2, 3 is synchronized.
  • the traction mechanism drive may comprise a crankshaft wheel and one or more camshaft gears.
  • the angle lever 5 is rotatably mounted in a bearing point 6 and has two opposite to each other angled lever arms 7, 8, the outwardly facing surfaces of the chain 4 touch.
  • the Switzerlandtrumm 9 is of the formed above the sprockets 2, 3 lying portion of the chain 4.
  • the Lostrumm 10 is located in the view shown in FIG. 1 below the Rä ⁇ of 2, 3rd
  • a hydraulic chain tensioner 11 consisting of a receiving housing and a displaceable piston.
  • chain tensioners are known, their structure and operation are therefore not described in detail at this point.
  • the end of the piston is coupled to the lever arm 7, the receiving housing is attached to the engine block or other mounting surface.
  • Fig. 2 shows the traction mechanism drive 1 in the extended position. Since the chain 4 has been extended, the chain tensioner 11 moves the angle lever 5 in a clockwise direction, so that the lever arms 7, 8 are pivoted outwards towards the chain 4.
  • the temporal force curve in the Switzerlandtrumm 9 and the Lostrumm 10 varies greatly. In some cases, swelling tensile forces also occur which fluctuate between an upper and a lower limit value. However, there is always a tensile force, wherein the vibrations in the two sections of the chain 4 are directed against each other.
  • the angle lever 5 is rotated or extended as shown in FIG. 2, part of the oscillation energy can be transmitted directly from the traction grating 9 via the angle lever 5 to the slack drum 10.
  • the bearing point 6 can be offset, so that the angle lever 5 is mounted eccentrically. It is also possible to provide lever arms of different lengths to achieve a resultant force whose vibration is further damped. Another possibility is to make the stiffness of the lever arms different, so that a lever arm bends more than the other. These different possibilities can also be combined with each other.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the invention, in which the traction mechanism 12 likewise consists of a first camshaft wheel 2, a second camshaft wheel 3 and a chain 4.
  • the tensioning device has a first tensioning shoe 13, which can be pressed against the outside of the chain 4, and a second tensioning shoe 14, which can be pressed against the inside of the chain 4.
  • the Spannschu ⁇ hehe 13, 14 are attached to a bracket 15 which is displaceable by a hydraulic chain tensioner 16.
  • the holder 15 is formed flat, the clamping shoes 13, 14 are approximately perpendicular to the surface of the holding tion 15 arranged.
  • the direction of movement of the chain tensioner 16 and thus of the tensioning shoes 13, 14 is indicated by the double arrow 17.
  • the tensioning shoes 13, 14 are convex, so that the chain 4 lies substantially against the middle region of the tensioning shoes 13, 14.
  • the tensioning shoe 13 presses against the outside of the loose rubber 10, the tensioning shoe 14 presses against the inside of the tensioning run 9. Since the contact points between the tensioning shoe and the respective section of the chain are directly opposite one another, the situation is different than in the first embodiment ⁇ example does not lead to a phase shift. A portion of the vibration forces in the tensile groove 9 and the loose rubber 10 can be transmitted directly via the holder 15, so that the resulting force has a more uniform course in comparison to the individual forces. However, the oscillation amplitude is greater than in the traction mechanism drive of the first embodiment.
  • the traction mechanism drive 12 shown in FIGS. 3 and 4 can be further optimized by using tensioning shoes whose rigidity is different, so that traction Rumm and Lostrumm deflect to different degrees. It is also possible to determine the points of contact between the tensioning shoes and Slightly twist the chain sections. By these measures, a decay of the resulting tensioner force can be achieved, however, will set a slight phase shift.

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Abstract

Zugmitteltrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem antreibenden Rad, wenigstens einem angetriebenen Rad, einem als Riemen oder Kette ausgebildeten Umschlingungsmittel und einer an wenigstens zwei Stellen auf das Umschlingungsmittel einwirkenden Spanneinrichtung, wobei die Spanneinrichtung als drehbar gelagerter Winkelhebel (5) ausgebildet ist, dessen abgewinkelte Hebelarme (7, 8) zum Spannen des Zugmitteltriebs (1) gegen die Innenseite des Umschlingungsmittels andrückbar sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Zugmitteltrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Zugmitteltrieb, insbesondere für eine Brennkraftma¬ schine, mit wenigstens einem antreibenden Rad, wenigstens einem angetrie¬ benen Rad, einem als Riemen oder Kette ausgebildeten Umschlingungsmittel und einer an wenigstens zwei Stellen auf das Umschlingungsmittel einwirken¬ den Spanneinrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Zugmitteltriebe dieser Art werden eingesetzt, um Wellen von Maschinen zu synchronisieren. Bei Brennkraftmaschinen treibt die Kurbelwelle mittels eines als Riemen oder Kette ausgebildeten Zugmittels eine oder mehrere Nockenwel¬ len an, über die das Öffnen und Schließen der Ventile gesteuert wird. Ferner kommen Koppeltriebe zwischen zwei Nockenwellen zum Einsatz. In den meis¬ ten Fällen wird eine Spanneinrichtung, z. B. ein hydraulischer Kettenspanner, eingesetzt, um dem Zugmittel eine bestimmte Spannung aufzuprägen. IrrfLau- fe der Lebensdauer des Riemens oder der Kette tritt unausweichlich eine Ver¬ längerung ein. Bei herkömmlichen Zugmitteltrieben erfolgt der Ausgleich von Längenänderungen, die durch Verschleiß, aber auch durch Temperaturände- rungen hervorgerufen werden, nur an' einer Stelle im Zugmitteltrieb, zumeist im Leertrumm. Dadurch entsteht allerdings eine Verdrehung der synchronisierten Wellen zueinander, so dass ein Phasenfehler vorliegt. Bei modernen Brenn¬ kraftmaschinen wird jedoch eine hohe Phasentreue zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle gefordert, da ein Phasenfehler sowohl zu erhöhten Abgaswerten als auch zu einem erhöhten Verbrauch führen kann.
Aus der US 6,358,169 B1 ist bereits ein Kettenspanner bekannt geworden, der einen drehbaren Spannarm aufweist und simultan auf zwei separate Abschnitte der Kette einwirken kann. Auf diese Weise soll die Energie von Vibrationen, die an einem Abschnitt der Kette auftreten, über den drehbaren Spannerkörper auf die andere Seite übertragen und gedämpft werden. Bei dieser Vorrichtung sind
Spannschuhe und ein Federelement außerhalb des Umschlingungsmittels an- geordnet, so dass der Platzbedarf vergleichsweise hoch ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen Zugmitteltrieb an¬ zugeben, der unempfindlich gegenüber Längenänderungen des Umschlin¬ gungsmittels ist und gleichzeitig einfach aufgebaut ist.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Zugmitteltrieb der eingangs genann- ten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Spanneinrichtung als drehbar gelagerter Winkelhebel ausgebildet ist, dessen abgewinkelte Hebelarme zum Spannen des Zugmitteltriebs gegen die Innenseite des Umschlingungsmittels andrückbar sind.
Der erfindungsgemäße Zugmitteltrieb zeichnet sich durch einen besonders geringen Platzbedarf aus, da der Winkelhebel vollständig im Inneren des Um¬ schlingungsmittels angeordnet ist. Aufgrund der vielen an einem Verbren- nungsmotor angebrachten Aggregate bestehen in der Regel Platzprobleme, die jedoch durch den erfindungsgemäßen Zugmitteltrieb wirksam verhindert wer- den. Es wird bevorzugt, dass der Winkelhebel zwei entgegengesetzt zueinander abgewinkelte Hebelarme aufweist, um deren Außenseiten das Umschlin- gungsmittel geführt ist. Der Winkelhebel kann sich näherungsweise in der durch das angetriebene Rad und das antreibende Rad gebildeten Ebene befin- den. Das antreibende Rad kann mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden sein, bei dem angetriebenen Rad kann es sich um ein Nockenwel¬ lenrad handeln. Grundsätzlich kann der erfindungsgemäße Zugmitteltrieb je¬ doch auch bei anderen Aggregaten eingesetzt werden, beispielsweise kann es sich um ein angetriebenes Rad eines Generators, eines Klimakompressors oder einer Wasserpumpe handeln. Alternativ können das angetriebene und das antreibende Rad Nockenwellenräder sein.
Die Zugkräfte in dem Zugtrumm und dem Lostrumm des Zugmitteltriebs weisen zumeist einen schwankenden Verlauf auf, wobei die Kraft in dem Zugtrumm größer als die Kraft in dem Lostrumm ist. Üblicherweise schwingen Zugtrumm und Lostrumm gegenläufig zueinander, so dass dann, wenn in dem Zugtrumm die maximale Kraft herrscht, die Kraft in dem Lostrumm minimal ist. Der Win¬ kelhebel bewirkt, dass sich die Kräfte des Zugtrumms und des Lostrumms ad¬ dieren bzw. überlagern. Da beide Kräfte gegenläufig zueinander schwingen, hat die Resultierende, die auf den Winkelhebel wirkt, einen wesentlich gleichmäßi¬ geren Verlauf im Vergleich zu den einzelnen Kräften des Zugtrumms und des Lostrumms.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Winkelhebel exzentrisch gelagert ist. Auf diese Weise ergeben sich unter¬ schiedlich lange Winkelarme, die die Kraftverläufe im Zugtrumm und im Los¬ trumm unterschiedlich beeinflussen. Durch eine entsprechende Wahl des La- gerpunkts kann sogar ein nahezu konstanter Kraftverlauf erzielt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Hebelarme eine unterschiedliche Länge aufweisen. Auch durch diese Maßnahme können die Kräfte im Zugtrumm und im Lostrumm separat beeinflusst werden, so dass ein gewünschter resultierender Kraftverlauf eingestellt werden kann. Daneben kann ein Hebelarm eine Rolle aufweisen, über die das Umschlingungsmittel geführt wird.
Es ist auch denkbar, die Hebelarme des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebs so auszubilden, dass sie unterschiedliche Umschlingungswinkel aufweisen. Somit können erfindungsgemäß mehrere Mittel vorgesehen sein, mit denen der Kraft¬ verlauf in dem Zugmitteltrieb beeinflusst und in Abhängigkeit von den jeweiligen Randbedingungen beeinflusst werden kann. Es ist auch möglich, mehrere die- ser Maßnahmen gleichzeitig vorzusehen, beispielsweise kann der Winkelhebel exzentrisch gelagert sein, wobei dessen Hebelarme eine unterschiedliche Län¬ ge aufweisen.
Der Winkelhebel des erfindungsgemäßem Zugmitteltriebs kann durch einen Zugmittelspanner antreibbar und bewegbar sein, besonders bevorzugt wird ein hydraulischer Zugmittelspanner, insbesondere ein Kettenspanner. Derartige Kettenspanner werden weithin eingesetzt und sind zuverlässig und vergleichs¬ weise kostengünstig. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass Kettenspan¬ ner aufgrund ihrer geringen Größe im Inneren des Zugmitteltriebs angeordnet werden können.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch gelöst durch einen Zugmitteltrieb, bei dem die Spanneinrichtung einen ersten gegen die Außensei¬ te des Umschlingungsmittels und einen zweiten gegen die Innenseite des Um- schlingungsmittels andrückbaren Spannschuh aufweist, wobei die Spannschu¬ he gemeinsam parallel verschiebbar sind.
Durch die parallele Verschiebung der beiden Spannschuhe wird auf das Zug- trumm und das Lostrumm näherungsweise in gleicher Weise eingewirkt, wo- durch eine besonders gute Phasentreue erzielt wird, das heißt es findet keine unerwünschte Phasenverschiebung statt. Um zu verhindern, dass eine Phasenverschiebung eintritt, kann es bei dem erfindungsgemäßen Zugmitteltrieb vorgesehen sein, dass die Bewegungsrich¬ tung der Spannschuhe in der Ebene des Umschlingungsmittels näherungswei¬ se senkrecht zu dem Zugtrumm und dem Lostrumm verläuft.
Eine besonders einfach aufgebaute Spannvorrichtung ergibt sich, wenn die Spannschuhe an einer gemeinsamen Halterung angeordnet sind. Wenn beide Spannschuhe an einer gemeinsamen Halterung angeordnet sind, genügt es, die Halterung zu verschieben, da sich. dann automatisch eine parallele Ver- Schiebung der Spannschuhe einstellt.
Damit die Spannschuhe verschoben werden können, wird es bevorzugt, dass die Halterung mit einem hydraulischen Kettenspanner gekoppelt ist, der die Halterung und damit die Spannschuhe bewegt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Spannschuhe unterschiedliche Umschlin- gungswinkel aufweisen, die auch durch unterschiedliche Steifigkeiten der Spannschuhe beeinflusst werden können.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebs ist darin zu sehen, dass eine geringere Dämpfung erforderlich ist. Eine geringere Dämpfung führt andererseits zu geringeren Verlusten und damit zu einem besseren Wirkungs¬ grad des Zugmitteltriebs und der Brennkraftmaschine. Es ist auch vorteilhaft, dass der Spannerhub insgesamt verringert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol- genden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Figuren. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Zugmitteltrieb gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel, bei dem die Spanneinrichtung einen Win¬ kelhebel aufweist;
Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Zugmitteltrieb in ausgefahrener Stel¬ lung;
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Zugmitteltrieb gemäß einem zweiten
Ausfϋhrungsbeispiel, bei dem die Spannschuhe gemeinsam parallel verschiebbar sind; und
Fig. 4 den in Fig. 3 dargestellten Zugmitteltrieb in ausgefahrener Stel¬ lung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt einen Zugmitteltrieb 1 , bestehend im Wesentlichen aus einem ers¬ ten Nockenwellenrad 2, einem zweiten Nockenwellenrad 3, einer um die No- ckenwellenräder 2, 3 geführten Kette 4, sowie einem im Inneren des Zugmittel¬ triebs 1 angeordneten Winkelhebel 5. Eines der Nockenwellenräder 2, 3 ist ein antreibendes Rad, das andere Nockenwellenrad wird angetrieben.
Die Nockenwellenräder 2, 3 sind als Kettenräder ausgebildet und mit den No- ckenwellen einer Brennkraftmaschine verbunden. Mittels der Kette 4 wird die Drehung der beiden Räder 2, 3 synchronisiert. Bei anderen Anordnungen kann der Zugmitteltrieb ein Kurbelwellenrad und ein oder mehrere Nockenwellenrä¬ der umfassen.
Der Winkelhebel 5 ist in einem Lagerpunkt 6 drehbar gelagert und weist zwei entgegengesetzt zueinander abgewinkelte Hebelarme 7, 8 auf, deren nach außen weisende Flächen die Kette 4 berühren. Das Zugtrumm 9 wird von dem oberhalb der Kettenräder 2, 3 liegenden Abschnitt der Kette 4 gebildet. Das Lostrumm 10 befindet sich in der in Fig. 1 gezeigten Ansicht unterhalb der Rä¬ der 2, 3.
An dem Hebelarm 7 greift ein hydraulischer Kettenspanner 11 an, bestehend aus einem Aufnahmegehäuse und einem verschiebbaren Kolben. Derartige Kettenspanner sind bekannt, ihr Aufbau und ihre Funktionsweise werden daher an dieser Stelle nicht im Detail beschrieben. Das Ende des Kolbens ist mit dem Hebelarm 7 gekoppelt, das Aufnahmegehäuse ist am Motorblock oder an einer anderen Befestigungsfläche angebracht.
Im Laufe der Zeit stellt sich u. a. durch Verschleiß eine Verlängerung der Kette 4 ein, die zu einer Phasenverschiebung zwischen den Nockenwellenrädern 2, 3 führen würde. Der hydraulische Kettenspanner 11 ist federbelastet, so dass der Kolben des Kettenspanners weiter ausfährt, wenn sich eine Verlängerung der Kette 4 eingestellt hat.
Fig. 2 zeigt den Zugmitteltrieb 1 in ausgefahrener Stellung. Da sich die Kette 4 verlängert hat, bewegt der Kettenspanner 11 den Winkelhebel 5 im Uhrzeiger- sinn, so dass die Hebelarme 7, 8 nach außen zur Kette 4 hin geschwenkt wer¬ den. Der zeitliche Kraftverlauf in dem Zugtrumm 9 und dem Lostrumm 10 schwankt sehr stark. Teilweise treten auch schwellende Zugkräfte auf, die zwi¬ schen einem oberen und einem unteren Grenzwert schwanken. Es existiert jedoch immer eine Zugkraft, wobei die Schwingungen in den beiden Abschnit- ten der Kette 4 gegeneinander gerichtet sind. Wenn der Winkelhebel 5 wie in Fig. 2 gezeigt gedreht bzw. ausgefahren ist, kann ein Teil der Schwingungs¬ energie von dem Zugtrumm 9 über den Winkelhebel 5 direkt auf das Lostrumm 10 übertragen werden. Diese Addition der Kräfte führt zu einer Resultierenden, deren Kraftamplitude beträchtlich verringert ist. Der Kraftverlauf in dem Zugmit- teltrieb weist im Vergleich zu den Einzelkräften in dem Zugtrumm 9 und dem Lostrumm 10 einen gleichmäßigeren Verlauf auf, so dass lediglich noch eine verminderte Dämpfung erforderlich ist. Andererseits ist eine erhöhte Vorspann¬ kraft des Spanners 11 erforderlich.
Es sind verschiedene Modifikationen des Winkelhebels 5 denkbar, beispiels- weise kann der Lagerpunkt 6 versetzt werden, so dass der Winkelhebel 5 ex¬ zentrisch gelagert ist. Es ist auch möglich, unterschiedlich lange Hebelarme vorzusehen, um eine resultierende Kraft zu erzielen, deren Schwingung noch weiter gedämpft ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Steifigkeit der Hebelarme unterschiedlich zu gestalten, so dass sich ein Hebelarm stärker durchbiegt als der andere. Diese verschiedenen Möglichkeiten können auch miteinander kombiniert werden.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Zugmit¬ teltrieb 12 ebenfalls aus einem ersten Nockenwellenrad 2, einem zweiten No- ckenwellenrad 3 und einer Kette 4 besteht. Anders als in dem ersten Ausfüh¬ rungsbeispiel weist die Spanneinrichtung einen ersten Spannschuh 13 auf, der gegen die Außenseite der Kette 4 andrückbar ist, sowie einen zweiten Spann¬ schuh 14, der gegen die Innenseite der Kette 4 andrückbar ist. Die Spannschu¬ he 13, 14 sind an einer Halterung 15 befestigt, die durch einen hydraulischen Kettenspanner 16 verschiebbar ist. Die Halterung 15 ist flächig ausgebildet, die Spannschuhe 13, 14 sind näherungsweise senkrecht zu der Fläche der Halte¬ rung 15 angeordnet. Die Bewegungsrichtung des Kettenspanners 16 und damit der Spannschuhe 13, 14 wird durch den Doppelpfeil 17 angegeben. Die Spannschuhe 13, 14 sind konvex ausgebildet, so dass die Kette 4 im Wesentli- chen an dem mittleren Bereich der Spannschuhe 13, 14 anliegt.
In dem Kettenspanner 16 befindet sioh eine Druckfeder, durch deren Kraft der bewegliche Kolben aus dem Gehäuse des Kettenspanners 16 heraus bewegt wird, wobei ein Gleichgewicht zwischen der Anpresskraft des Kolbens und der Reaktionskraft der Kette 4 besteht. Wenn sich die Kette 4 im Laufe der Zeit verlängert hat, kann der Kolben weiter aus dem Gehäuse des Kettenspanners 16 ausfahren. Fig. 4 zeigt den Zugmitteltrieb 12 in ausgefahrener Position.
Der Spannschuh 13 drückt gegen die Außenseite des Lostrumms 10, der Spannschuh 14 drückt gegen die Innenseite des Zugtrumms 9. Da die Berüh- rungspunkte zwischen dem Spannschuh und dem jeweiligen Abschnitt der Ket¬ te einander direkt gegenüberliegen, kommt es anders als in dem ersten Aus¬ führungsbeispiel nicht zu einer Phasenverschiebung. Ein Teil der Schwin¬ gungskräfte in dem Zugtrumm 9 und dem Lostrumm 10 kann direkt über die Halterung 15 übertragen werden, so dass die resultierende Kraft einen gleich- mäßigeren Verlauf im Vergleich zu den einzelnen Kräften besitzt. Die Schwin¬ gungsamplitude ist allerdings größer als bei dem Zugmitteltrieb des ersten Aus¬ führungsbeispiels.
Der in den Figuren 3 und 4 gezeigte Zugmitteltrieb 12 kann weiter optimiert werden, indem Spannschuhe verwendet werden, deren Steifigkeit unterschied¬ lich ist, so dass sich Zugtrumm und Lostrumm unterschiedlich stark durchbie¬ gen. Es ist auch möglich, die Berührpunkte zwischen den Spannschuhen und den Kettenabschnitten geringfügig zu verdrehen. Durch diese Maßnahmen kann ein Abklingen der resultierenden Spannerkraft erzielt werden, allerdings wird sich eine geringfügige Phasenverschiebung einstellen.
Bezugszahlen
1 Zugmitteltrieb
2 Nockenwellenrad
3 Nockenwellenrad
4 Kette
5 Winkelhebel
6 Lagerpunkt
7 Hebelarm
8 Hebelarm
9 Zugtrumm
10 Lostrumm
11 Kettenspanner
12 Zugmitteltrieb
13 Spannschuh
14 Spannschuh
15 Halterung
16 Kettenspanner
17 Doppelpfeil

Claims

Patentansprüche
1. Zugmitteltrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit wenigs¬ tens einem antreibenden Rad, wenigstens einem angetriebenen Rad, einem als Riemen oder Kette ausgebildeten Umschlingungsmittel und einer an wenigstens zwei Stellen auf das Umschlingungsmittel einwir¬ kenden Spanneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Spann¬ einrichtung als drehbar gelagerter Winkelhebel (5) ausgebildet ist, des¬ sen abgewinkelte Hebelarme (7, 8) zum Spannen des Zugmitteltriebs (1 ) gegen die Innenseite des Umschlingiingsmittels andrückbar sind.
2. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelhebel (5) zwei entgegengesetzt zueinander abgewinkelte Hebel¬ arme (7, 8) aufweist.
3. Zugmitteltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelhebel (5) exzentrisch gelagert ist.
4. Zugmitteltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Hebelarme (7, 8) eine unterschiedliche Länge aufweisen.
5. Zugmitteltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Hebelarme (7, 8) eine unterschiedliche Steifig- keit aufweisen.
6. Zugmitteltrieb nach einem dera/orangehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Hebelarme (7, 8) unterschiedliche Umschlin- gungswinkel aufweisen.
7. Zugmitteltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Winkelhebel (5) durch einen Zugmittelspanner, insbesondere einen hydraulischen Kettenspanner (11) bewegbar ist.
8. Zugmitteltrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit wenigs¬ tens einem antreibenden Rad, wenigstens einem angetriebenen Rad, einem als Riemen oder Kette ausgebildeten Umschlingungsmittel und einer an wenigstens zwei Stellen auf das Umschlingungsmittel einwir¬ kenden Spanneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Spann- einrichtung einen ersten gegen die Außenseite des Umschlingungsmit- tels andrückbaren Spannschuh (13) und einen zweiten gegen die Innen¬ seite des Umschlingungsmittels andrückbaren Spannschuh (14) auf¬ weist, wobei die Spannschuhe (13, 14) gemeinsam parallel verschiebbar sind.
9. Zugmitteltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung der Spannschuhe (13, 14) in der Ebene des Um¬ schlingungsmittels näherungsweise senkrecht zu dem Zugtrumm und/oder dem Lostrumm verläuft.
10. Zugmitteltrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschuhe (13, 14) an einer gemeinsamen Halterung (15) ange¬ ordnet sind.
11. Zugmitteltrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (15) durch einen hydraulischen Kettenspanner (16) bewegbar ist.
12. Zugmitteltrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekenn- zeichnet, dass die Spannschuhe (13, 14) unterschiedliche Umschlin- gungswinkel aufweisen.
13. Zugmitteltrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Spannschuhe (13, 14) eine unterschiedliche Steifig¬ keit aufweisen.
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