WO2009053166A1 - Spann- und führungsschiene für kettentriebe - Google Patents

Spann- und führungsschiene für kettentriebe Download PDF

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WO2009053166A1
WO2009053166A1 PCT/EP2008/062158 EP2008062158W WO2009053166A1 WO 2009053166 A1 WO2009053166 A1 WO 2009053166A1 EP 2008062158 W EP2008062158 W EP 2008062158W WO 2009053166 A1 WO2009053166 A1 WO 2009053166A1
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cavity
guide rail
tension
rail according
volume
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Inventor
Sebastian Block
Roman Kern
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Schaeffler Kg
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    • 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
    • F16H7/18—Means for guiding or supporting 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
    • F16H2007/0863—Finally actuated members, e.g. constructional details thereof
    • F16H2007/0872—Sliding members

Definitions

  • the present invention relates to a tensioning and guide rail for chain drives with a track part partially following the track body, which is pivotally mounted at one end via a hinge bore on a support structure, and which is provided at the other end with a receptacle for a tensioning device, wherein between both ends a hollow space is provided.
  • Clamping and guide rails of the type of interest here serve to tension a traction means such as a belt or a chain in order to maintain a minimum tension in the traction mechanism drive and to simultaneously guide the traction means in the area between drive, driven or deflection wheels.
  • a traction means such as a belt or a chain
  • a sliding coating is attached, which is a separate component made of plastic, primarily polyamide. The sliding coating itself, as well as the rail body, formed elongated.
  • a generic clamping and guide rail is apparent.
  • This consists of an elongated rail body, which is seen in cross-section as a hollow profile.
  • the rail body is articulated to one end via a bolt on a support structure attached to the engine block of a vehicle and is pressurized to the opposite end by a hydraulic tensioning device, so that the rail body presses against a chain and so in Lostrum of the Chain drive prevents it from vibrating.
  • the hollow rail body is filled with a metal foam to give the construction additional stability.
  • the hydraulic tensioning device usually also assumes a damping function for attenuating the operating vibrations.
  • the invention includes the technical teaching that the hollow space extending along the rail body is used as a high-pressure space for receiving a pressure medium, which is designed such that its volume decreases when a load is applied.
  • the advantage of the solution according to the invention is, in particular, that the integration of the damping in the clamping and guide rail makes it easier to produce the entire clamping arrangement. Because it is no longer necessary for many purposes, to give the hydraulic tensioning device its own damping function. As a result, further space can be gained and the number of components is reduced. In addition, higher damping work can be carried out via the damping chamber, which makes it easier to keep control of particularly highly dynamic chain drives. Through skillful tuning of the spring and damping parameters ter between the loose and Glastrumseite can reduce the dynamic angle of rotation between the controlled waves of the chain drive.
  • the reduction of the volume in the rail body can be produced in various ways.
  • the reduction of the volume of the cavity results from a deformation of the rail body, which consists of a material elastically deformable in the deformation area.
  • this is a metal which has sufficient compressive strength and at the same time is elastically deformable in the required damping range.
  • the reduction of the volume of the cavity results from an immersion of at least one immersion body, which cooperates with the cavity in the manner of a piston-cylinder arrangement.
  • On the cylinder side of the rail body is so far attached to the support structure and acted upon by the hydraulic tensioning device; on the piston side, the rail body comes into contact with the chain.
  • a single immersion body extending along the cavity can be provided.
  • the pressure medium in the cavity is acted upon via a pressure oil inlet by connection to an external pressure oil circuit.
  • the cavity can be connected to the oil circuit of an internal combustion engine and thus generate a circulation amount.
  • the cavity is a volume once filled with pressure medium and sealed off from the outside.
  • the cavity connected to the external pressure oil circuit discharges leak oil for lubrication of the chain to the outside via a gap or a nozzle.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a tensioning and guiding rail acting against a chain drive
  • FIG. 2 shows a side view of a tensioning and guiding rail with an oil pressure supplied cavity
  • Figure 3 shows the side view of a clamping and guide rail with several, the cavity acting on submerged bodies
  • FIG. 4 is a top and front view of a tensioning and guiding rail with a single, acting on the cavity
  • a hydraulic tensioning device 1 exerts a tensioning force on a rail body 2, which stretches and guides a chain 3 in the area of the strand of a chain drive, which runs over a drive wheel 4 and a driven wheel 5.
  • the rail body 2 is pivotally mounted on a joint bore 6 on a - not shown - support structure and has at the opposite end a receptacle 7 for the hydraulic tensioning device 1 on.
  • the rail body has a cavity 8 between both ends.
  • the cavity 8 extends along the rail body 2 between the joint bore 6 and the receptacle 7 for the - not further shown provided - clamping device and forms a high-pressure chamber for receiving a pressure medium, here motor oil, the volume of which shrinks on load of the chain 3 on the rail body 2.
  • a pressure medium here motor oil
  • the reduction of the volume of the cavity 8 results in this embodiment from a deformation of the rail body 2 in the elastic region.
  • the cavity 8 is connected via a arranged in the region of the joint bore 6 pressure oil inlet 9 to an external pressure oil circuit in the form of an engine oil circuit of a motor vehicle engine. Accordingly, the joint bore 6 is assigned a pressure rotary feedthrough.
  • the cavity 8 which is connected to the external pressure oil circuit, discharges leakage oil for lubrication of the chain 3 to the outside via a nozzle 10 which is likewise connected to the cavity 8.
  • the system is tuned so that the dynamically occurring oil pressure in the cavity 8 reaches a value with which the rail body 2 can perceive its intended damping function via the resulting rigidity.
  • a plurality of immersion bodies are provided, which are arranged at a distance from one another along the rail body 2 and submerge into the cavity the desired reduction of the volume Create type of piston-cylinder arrangement.
  • the rail body 2 can also have a single immersion body 12 extending along the same.

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Abstract

Spann- und Führungsschiene für Kettentriebe mit einem dem Kettenverlauf teilweise folgenden Schienenkörper (2), welcher zu einem Ende über eine Gelenkbohrung (6) schwenkbar an einer Trägerkonstruktion angebracht ist, und welcher zum anderen Ende mit einer Aufnahme (7) für eine Spanneinrichtung versehen ist, wobei zwischen beiden Enden ein Hohlraum (8) vorgesehen ist, wobei der sich entlang des Schienenkörpers (2) erstreckende Hohlraum (8) als ein Hochdruckraum zur Aufnahme eines Druckmediums ausgebildet ist, der so ausgestaltet ist, dass dessen Volumen sich bei Lasteinwirkung verkleinert.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Spann- und Führungsschiene für Kettentriebe
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spann- und Führungsschiene für Kettentriebe mit einem dem Kettenverlauf teilweise folgenden Schienenkörper, welcher zu einem Ende über eine Gelenkbohrung schwenkbar an einer Trägerkonstruktion angebracht, und welcher zum andere Ende mit einer Aufnahme für eine Spanneinrichtung versehen ist, wobei zwischen beiden Enden ein Hohl- räum vorgesehen ist.
Spann- und Führungsschienen der hier interessierenden Art dienen dazu, ein Zugmittel wie einen Riemen oder eine Kette zu spannen, um im Zugmitteltrieb eine Mindestspannung aufrecht erhalten und das Zugmittel gleichzeitig im Be- reich zwischen Antriebs-, Abtriebs-, oder Umlenkräder zum führen. Üblicherweise weist eine solche Schiene einen Tragkörper aus Kunststoff oder Metall auf. Auf diesem Tragkörper ist ein Gleitbelag befestigt, bei dem es sich um ein separates Bauteil aus Kunststoff, vornehmlich Polyamid, handelt. Der Gleitbelag selbst ist, wie auch der Schienenkörper, länglich ausgebildet.
Aus der DE 199 13 288 A1 geht eine gattungsgemäße Spann- und Führungsschiene hervor. Diese besteht aus einem länglichen Schienenkörper, welcher im Querschnitt gesehen als ein Hohlprofil ausgebildet ist. Der Schienenkörper ist zu einem Ende hin über einen Bolzen an einer am Motorblock eines Fahr- zeuges angebrachten Trägerkonstruktion angelenkt und wird zum gegenüberliegenden Ende hin über eine hydraulische Spanneinrichtung mit einem Druck beaufschlagt, so dass sich der Schienenkörper gegen eine Kette drückt und so beim Lostrum des Kettentriebes ein vibrieren verhindert. Der hohle Schienen- körper ist hier mit einem Metallschaum gefüllt, um der Konstruktion eine zusätzliche Stabilität zu verleihen.
Bei Spann- und Führungsschienen des Standes der Technik übernimmt die hydraulische Spanneinrichtung üblicherweise auch eine Dämpfungsfunktion zum Abschwächen der Betriebsschwingungen. Dies erfordert recht aufwendige hydraulische Dämpfungsmittel seitens der üblicherweise nach Art einer Kolben- Zylinder-Anordnung ausgebildeten hydraulischen Spanneinrichtung.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung mit einfachen technischen Mitteln die erforderliche Dämpfungsfunktion zumindest teilweise in die Spann- und Führungsschiene des Kettentriebes zu integrieren.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Spann- und Führungsschiene gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der sich entlang des Schienenkörpers erstreckende Hohlraum als ein Hochdruckraum zur Aufnahme eines Druckmediums genutzt wird, der so ausgestaltet ist, dass dessen Volumen sich bei Lasteinwirkung verkleinert.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass sich durch die Integration der Dämpfung in die Spann- und Führungsschiene die gesamte Spannanordnung einfacher herstellen lässt. Denn es ist für viele Einsatzzwecke nicht mehr erforderlich, der hydraulischen Spanneinrichtung eine eigene Dämpfungsfunktion zu verleihen. Hierdurch kann weiterer Bauraum gewonnen werden und die Anzahl der Bauteile verringert sich. Zusätzlich lässt sich über den Dämpfungsraum eine höhere Dämpfungsarbeit verrichten, wodurch speziell hochdynamische Kettentriebe einfacher unter Kontrolle zu halten sind. Durch geschickte Abstimmung der Feder- und Dämpfungsparame- ter zwischen Los- und Zugtrumseite lassen sich die dynamischen Verdrehwinkel zwischen den gesteuerten Wellen des Kettentriebes reduzieren.
Die Verkleinerung des Volumens im Schienenkörper kann auf verschiedene Weise erzeugt werden. Zum einem ist es denkbar, dass die Verkleinerung des Volumens des Hohlraums aus einer Verformung des Schienenkörpers resultiert, welcher aus einem im Verformungsbereich elastisch verformbaren Material besteht. Vorzugsweise eignet sich hierfür ein Metall, welches genügend Druckfestigkeit aufweist und gleichzeitig in dem geforderten Dämpfungsbereich elastisch verformbar ist. Insbesondere für höhere Dämpfungsbereiche bietet es sich an, dass die Verkleinerung des Volumens des Hohlraums aus einem Eintauchen mindestens eines Tauchkörpers resultiert, welcher mit dem Hohlraum nach Art einer Kolben-Zylinder-Anordnung zusammenwirkt. Zylinderseitig ist der Schienenkörper insoweit an der Trägerkonstruktion angebracht und mit der hydraulischen Spanneinrichtung beaufschlagt; kolbenseitig kommt der Schienenkörper mit der Kette in Berührung. Als kolbenartiger Tauchkörper kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein einziger sich entlang des Hohlraums erstreckender Tauchkörper vorgesehen werden. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, mehrere beabstandet voneinander am Schienenkörper angeordnete Tauchkörper vorzusehen, deren Dämpfungswirkung sich addiert. Durch Eintauchen des mindestens einen Tauchkörpers in den Hochdruckraum wird das Druckmedium weiter unter Druck gesetzt und bildet über seinen BuIk- modul die nötige Steifigkeit zur Erzeugung der Gegenkraft.
Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, dass das im Hohlraum befindliche Druckmedium über einen Druckölzulauf durch Anschluss an einen externen Druckölkreislauf beaufschlagt ist. Beispielsweise kann der Hohlraum so an den Ölkreislauf eines Verbrennungsmotors angeschlossen werden und damit eine Umlaufmenge erzeugen. Neben der druckölversorgten Variante ist es auch möglich, dass der Hohlraum ein einmalig mit Druckmedium befülltes und nach außen hin abgeschlossenes Volumen ist. Im Zuge der erstgenannten Variante bietet sich zusätzlich auch die Möglichkeit, das der an den externen Druckölkreislauf angeschlossene Hohlraum über einen Spalt oder eine Düse Lecköl zur Schmierung der Kette nach außen abgibt.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer gegen einen Kettentrieb wirkenden Spann- und Führungsschiene,
Figur 2 eine Seitenansicht einer Spann- und Führungsschiene mit einem öldruckversorgtem Hohlraum,
Figur 3 die Seitenansicht einer Spann- und Führungsschiene mit mehreren, die Hohlraum beaufschlagenden Tauchkörpern, und
Figur 4 eine Drauf- und Stirnseitenansicht einer Spann- und Führungs- schiene mit einem einzigen, den Hohlraum beaufschlagenden
Tauchkörper.
Gemäß Figur 1 übt eine hydraulische Spanneinrichtung 1 eine Spannkraft auf einen Schienenkörper 2 aus, welcher im Bereich des Lostrums eines Ketten- triebes eine Kette 3 spannt und führt, welche über ein Antriebsrad 4 sowie ein Abtriebsrad 5 verläuft. Der Schienenkörper 2 ist über eine Gelenkbohrung 6 schwenkbar an einer - nicht weiter dargestellten - Trägerkonstruktion angebracht und weist am gegenüberliegenden Ende eine Aufnahme 7 für die hydraulische Spanneinrichtung 1 auf.
Gemäß Figur 2 weist der Schienenkörper zwischen beiden Enden einen Hohlraum 8 auf. Der Hohlraum 8 erstreckt sich entlang des Schienenkörpers 2 zwischen der Gelenkbohrung 6 sowie der Aufnahme 7 für die - nicht weiter darge- stellte - Spanneinrichtung und bildet einen Hochdruckraum zur Aufnahme eines Druckmediums, hier Motoröl, dessen Volumen sich bei Lasteinwirkung der Kette 3 auf den Schienenkörper 2 verkleinert. Die Verkleinerung des Volumens des Hohlraumes 8 resultiert bei dieser Ausführungsform aus einer Verformung des Schienenkörpers 2 im elastischen Bereich. Der Hohlraum 8 ist über einen im Bereich der Gelenkbohrung 6 angeordneten Druckölzulauf 9 an einen externen Druckölkreislauf in Form eines Motoröl kreislaufs eines Kraftfahrzeugmotors angeschlossen. Dem entsprechend ist der Gelenkbohrung 6 eine Druckdrehdurchführung zugeordnet. Der an den externen Druckölkreislauf ange- schlossene Hohlraum 8 gibt über eine ebenfalls am Hohlraum 8 angeschlossene Düse 10 Lecköl zur Schmierung der Kette 3 nach außen ab. Dabei ist das System so abgestimmt, dass der dynamisch auftretende Öldruck im Hohlraum 8 einen solchen Wert erreicht, mit dem der Schienenkörper 2 über die sich ergebende Steifigkeit ihre bestimmungsgemäße Dämpfungsfunktion wahrzu- nehmen kann.
Gemäß Figur 3 ist zur Verkleinerung des Volumens des - hier nicht dargestellten - Hohlraums im Schienenkörper 2 (Gegenstück nicht abgebildet) mehrere Tauchkörper vorgesehen, welche beabstandet voneinander entlang des Schie- nenkörpers 2 angeordnet sind und durch eintauchen in den Hohlraum die gewünschte Verkleinerung des Volumens nach Art einer Kolben-Zylinder- Anordnung erzeugen.
Alternativ hierzu kann gemäß Figur 4 der Schienenkörper 2 auch einen einzi- gen, sich entlang desselben erstreckenden Tauchkörper 12 aufweisen.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, die erfindungsgemäße Volumenverkleinerung eines in einen Schienenkörper integrierten Hochdruckraums auf andere Weise herbeizuführen, beispielsweise auch unter Anschluss eines zusätzlichen externen Druckvolumens. Bezugszeichenliste
1 Spanneinrichtung
2 Schienenkörper 3 Kette
4 Antriebsrad
5 Abtriebsrad
6 Gelenkbohrung
7 Aufnahme 8 Hohlraum
9 Druckölzulauf
10 Düse
11 Tauchkörper (einzeln)
12 Tauchkörper (gesamt)

Claims

Patentansprüche
1. Spann- und Führungsschiene für Kettentriebe mit einem dem Kettenverlauf teilweise folgenden Schienenkörper (2), welcher zu einem Ende über eine Gelenkbohrung (6) schwenkbar an einer Trägerkonstruktion angebracht ist, und welcher zum anderen Ende mit einer Aufnahme (7) für eine Spanneinrichtung versehen ist, wobei zwischen beiden Enden ein Hohlraum (8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der sich entlang des Schienenkörpers (2) erstreckende Hohlraum (8) als ein Hochdruckraum zur Aufnahme eines Druck- mediums ausgebildet ist, der so ausgestaltet ist, dass dessen Volumen sich bei Lasteinwirkung verkleinert.
2. Spann- und Führungsschiene nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verkleinerung des Volumens des Hohlraums (8) aus einer Ver- formung des Schienenkörpers (2) resultiert, welcher aus einem im Verformungsbereich elastisch verformbaren Metall besteht.
3. Spann- und Führungsschiene nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verkleinerung des Volumens des Hohlraums (8) aus einem Ein- tauchen mindestens eines Tauchkörpers (11 a — 11d; 12) resultiert, welcher mit dem Hohlraum (8) nach Art einer Kolben-Zylinder-Anordnung zusammenwirkt.
4. Spann- und Führungsschiene nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger sich entlang des Hohlraumes (8) erstreckender Tauch- körper (12) vorgesehen ist.
5. Spann- und Führungsschiene nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere beabstandet voneinander am Schienenkörper (2) angeordnete Tauchkörper (11 a — 11d) vorgesehen sind.
6. Spann- und Führungsschiene nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (8) ein einmalig mit Druckmedium befülltes und nach Außen hin abgeschlossenes Volumen ist.
7. Spann- und Führungsschiene nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (8) über einen Druckölzulauf (9) durch Anschluss an einen externen Druckölkreislauf beaufschlagt ist.
8. Spann- und Führungsschiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der an einen externen Druckölkreislauf angeschlossene Hohlraum (8) über einen Spalt oder eine Düse (10) Lecköl zur Schmierung der Kette (3) nach Außen abgibt.
9. Spann- und Führungsschiene nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (8) unter Hochdruck von bis zu 200 bar steht, um die gewünschte Steifigkeit zu erzeugen.
10. Spann- und Führungsschiene nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium ein Hydrauliköl oder ein Motoröl eines Kraftfahrzeugmotors ist.
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