WO2014023449A1 - Riementrieb für ein kraftfahrzeug - Google Patents
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- F16H7/023—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with belts; with V-belts with belts having a toothed contact surface or regularly spaced bosses or hollows for slipless or nearly slipless meshing with complementary profiled contact surface of a pulley
Definitions
- the invention relates to a belt drive for a motor vehicle with at least two toothed pulleys spaced apart from each other and a toothed belt wound around them, wherein a form fit is formed between a toothing of the wrapper and a toothing of the toothed disks, which is designed to be low-friction by means of a lubricant acting between the toothings.
- Generic belt drives are used for example for controlling an internal combustion engine between the crankshaft and the camshaft.
- toothed disks are received with external teeth, which form a positive connection with an internally toothed toothed belt, so that a true-angle drive of the camshaft can be done by the crankshaft.
- Other toothed pulleys for example, for driving ancillaries may be provided. In the constantly occurring formation and separation of the form-fitting in the teeth friction occurs at the contact surfaces between the belt and toothed pulleys, which can lead to wear of the belt, to its heating and to a reduced efficiency of the belt drive.
- the object of the invention is therefore to form a belt drive, which is improved with respect to its friction properties without changing the timing belt.
- the lubricating varnish layer applied to the toothed disks is fatigue-proof so that the alternating cycles of the toothed belt can be extended.
- the anti-friction coating is formed from a lubricating varnish applied, for example, by means of a dipping, spraying or powder coating process becomes. After applying the lubricating varnish, this can be cured, for example, in a temperature range of 150 ° C to 200 ° C.
- the lubricating varnish layer can be applied electrophoretically as a cationic dip paint with appropriate formation of the lubricating varnish.
- the toothed disks are connected as a cathode in the dip paint against a preferably spatially aligned to the shapes of the toothed disks anodes and a DC voltage between the cathode and anode, for example, up to 300 V applied.
- the lubricating varnish or dip varnish and thus the anti-friction coating applied to the toothed disks preferably contains a binder, for example in the form of a synthetic resin component, which has cationic anchor groups, depending on the coating method used, via appropriate anchor groups, for example in the case of cathodic dip painting.
- the solvent or dispersant for the synthetic resin preferably water
- the friction-reducing effect of the antifriction coating thereby causes an additionally added lubricant proportion, which is admixed with the synthetic resin portion and is embedded in the resin portion in the hardened state of the antifriction coating.
- the lubricant content may be physically or chemically bound.
- the lubricant portion may contain, for example, in powder form or dispersed particles of polytetrafluoroethylene (PTFE).
- PTFE polytetrafluoroethylene
- the lubricant content may contain particles of boron nitride.
- the composition of the lubricious or dip paint may accordingly be formed as a dispersion in which the binder content and the lubricant content are adjusted in corresponding proportions to a common solids content, for example from 20 to 50 percent by weight.
- the lubricant content can be between 0.5 and 5 percent by weight.
- the anti-friction coating behaves, for example, with respect to moisture during the assembly of the belt drive and the attachment of the toothed disks to the corresponding waves corrosion inhibiting. Should more Corrosion may be required, the sliding or dip paint may be accompanied by an appropriate corrosion protection.
- the particles of the lubricant portion are formed as nano-particles, since they can be deposited for example particularly advantageously in interstices of the resin portion of the bonded coating. In this way, the long-term strength of the lubricating varnish layer can be improved.
- a lubricating varnish layer has proved advantageous, in particular with toothed disks made of sintered material.
- the coating can be limited to the outer toothing with the contact points with respect to the toothed belt.
- the bonded coating is applied, for example, to improve the corrosion protection on the entire surface of the toothed disks.
- the core hole can serve as a receptacle during the implementation of the coating, so that it remains forcibly left out.
- FIG. 1 shows a view of a toothed pulley for a belt drive. Detailed description of the figure
- the single FIGURE shows the sintered toothed disc 1 with the toothing formed as an external toothing 2.
- the toothing 2 forms a positive fit with a complementary toothing of an endless toothed belt of a belt drive.
- a shaft such as a crankshaft or camshaft of an internal combustion engine.
- the spline forming a groove with the shaft 4 forms a rotationally fixed receptacle on the shaft, so that each one Crankshaft angle is transmitted to the camshaft while forming the necessary translation by means of the toothed belt.
- the toothed disc 1 is provided to reduce the friction between contact points of the toothing 2 and the toothing of the toothed belt with the bonded coating layer 5.
- other toothed disks for example a tensioning pulley, an auxiliary unit and the like, which need not have a groove, for example, may be coated with the anti-friction coating 5.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Riementrieb für ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei zueinander beabstandeten Zahnscheiben (1) und einem diese umschlingenden Zahnriemen, wobei zwischen einer Verzahnung des Umschlingungsmittels und einer Verzahnung (2) der Zahnscheiben (1) ein Formschluss gebildet ist, der mittels eines zwischen den Verzahnungen wirksamen Gleitmittels reibungsarm ausgebildet ist. Um einen Zahnriemen preisgünstig und ohne ein Gleitmittel ausbilden zu können, ist das Gleitmittel in Form einer zumindest auf einer Verzahnung (2) einer Zahnscheibe (1) aufgebrachten Gleitlackschicht (5) gebildet.
Description
Bezeichnung der Erfindung
Riementrieb für ein Kraftfahrzeug Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Riementrieb für ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei zueinander beabstandeten Zahnscheiben und einem diese umschlingenden Zahnriemen, wobei zwischen einer Verzahnung des Umschlin- gungsmittels und einer Verzahnung der Zahnscheiben ein Formschluss gebildet ist, der mittels eines zwischen den Verzahnungen wirksamen Gleitmittels reibungsarm ausgebildet ist.
Hintergrund der Erfindung
Gattungsgemäße Riementriebe werden beispielsweise zur Steuerung einer Brennkraftmaschine zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle eingesetzt. An der Nockenwelle und an der Kurbelwelle sind Zahnscheiben mit Außenverzahnungen aufgenommen, die mit einem innenverzahnten Zahnriemen einen Formschluss bilden, so dass ein winkelgetreuer Antrieb der Nockenwelle durch die Kurbelwelle erfolgen kann. Weitere Zahnscheiben beispielsweise zum Antrieb von Nebenaggregaten können vorgesehen sein. Bei der sich laufend er- gebenden Bildung und Trennung der Formschlüsse in den Verzahnungen entsteht Reibung an den Kontaktflächen zwischen Riemen und Zahnscheiben, die zu einem Verschleiß des Riemens, zu dessen Erwärmung und zu einem verminderten Wirkungsgrad des Riementriebs führen kann. Um ein derartiges Reibungsverhalten eines Riementriebs zu verbessern, wird in der DE 10 2008 013 570 A1 vorgeschlagen, den Zahnriemen mit einer textilen O- berfläche zu versehen. Diese Maßnahme erhöht den Aufwand der Herstellung des Riemens und damit die Kosten des Riementriebs.
Es ist weiterhin bekannt, den Riementrieb in einem Ölbad der Brennkraftmaschine laufend auszubilden. Hierzu ist die Verwendung von ölresistenten Zahnriemen notwendig, die zwar die Reibleistung vermindern, jedoch aus aufwendigen Materialien herzustellen sind.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Riementrieb auszubilden, der bezüglich seiner Reibeigenschaften ohne Änderung des Zahnriemens verbessert ist.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch einen Riementrieb gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen wieder.
Der vorgeschlagene Riementrieb für ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei zueinander beabstandeten Zahnscheiben und einem diese umschlingenden Zahnriemen bildet zwischen einer Verzahnung des Umschlingungsmittels und einer Verzahnung der Zahnscheiben während dessen Betriebs laufend Form- Schlüsse aus, wobei dieser mittels eines zwischen den Verzahnungen wirksamen Gleitmittels reibungsarm ausgebildet ist, das auf zumindest einer, bevorzugt auf allen am Riementrieb beteiligten Zahnscheiben in Form einer zumindest auf einer Verzahnung dieser aufgebrachten Gleitlackschicht gebildet ist. Durch die Aufbringung des Gleitmittels auf die Zahnscheiben kann der Zahn- riemen im Wesentlichen unverändert bleiben und auf dessen Anforderungen, beispielsweise Zugfestigkeit optimiert und in einfacher hergestellt werden. Auf diese Weise kann auf separate Gleitmittel, die auf den Zahnriemen aufgebracht werden und aufgrund dessen elastischer Fähigkeit nur eine bedingt kurze Festigkeit aufweisen, verzichtet werden. Die auf die Zahnscheiben aufge- brachte Gleitlackschicht hingegen ist dauerfest, so dass die Wechselzyklen des Zahnriemens verlängert werden können.
Die Gleitlackschicht wird aus einem Gleitlack gebildet, der beispielsweise mittels eines Tauch-, Sprüh- oder Pulverbeschichtungsverfahrens aufgebracht
wird. Nach dem Aufbringen des Gleitlacks kann dieser beispielsweise in einem Temperaturbereich von 150°C bis 200°C ausgehärtet werden.
In einem alternativen Verfahren kann die Gleitlackschicht bei entsprechender Ausbildung des Gleitlacks als kationischer Tauchlack elektrophoretisch auf- gebracht werden. In einem derartigen kathodischen Tauchlackverfahren werden die Zahnscheiben als Kathode in dem Tauchlack gegen eine bevorzugt an die Formen der Zahnscheiben räumlich angeglichenen Anoden geschaltet und eine Gleichspannung zwischen Kathode und Anode beispielsweise bis zu 300 V angelegt.
Der Gleitlack beziehungsweise Tauchlack und damit die auf die Zahnscheiben aufgebrachte Gleitlackbeschichtung enthält bevorzugt ein Bindemittel beispielsweise in Form eines Kunstharzanteils, das je nach verwendetem Be- schichtungsverfahren über entsprechende Ankergruppen, beispielsweise im Falle einer kathodischen Tauchlackierung über kationische Ankergruppen ver- fügt. In gleicher Weise kann das Lösemittel beziehungsweise Dispergiermittel für das Kunstharz, bevorzugt Wasser, auf das Beschichtungsverfahren abgestimmt sein, beispielsweise ionisch zumindest teilweise dissoziierte Bestandteile aufweisen. Den reibmindernden Effekt der Gleitlackschicht bewirkt dabei ein zusätzlich beigefügter Schmiermittelanteil, der dem Kunstharzanteil beige- mischt ist und im ausgehärteten Zustand der Gleitlackschicht in den Kunstharzanteil eingebettet ist. Hierzu kann der Schmiermittelanteil physikalisch oder chemisch gebunden sein.
Der Schmiermittelanteil kann beispielsweise in Pulverform oder dispergiert vorliegende Partikel aus Polytetrafluorethylen (PTFE) enthalten.
Alternativ oder zusätzlich kann der Schmiermittelanteil Partikel aus Bornitrid enthalten. Die Zusammensetzung des Gleit- oder Tauchlacks kann entsprechend als Dispersion gebildet sein, in der der Bindemittelanteil und der Schmiermittelanteil in entsprechenden Anteilen auf einen gemeinsamen Fest- stoffanteil, beispielsweise von 20 bis 50 Gewichtsprozent eingestellt sind. Hier- bei kann der Schmierstoffanteil zwischen 0,5 und 5 Gewichtsprozent betragen. Die Gleitlackschicht verhält sich beispielsweise gegenüber Handfeuchtigkeit während des Zusammenbaus des Riementriebs und der Befestigung der Zahnscheiben an den entsprechenden Wellen korrosionshemmend. Sollten weitere
Korrosionsmaßnahmen erforderlich sein, kann dem Gleit- oder Tauchlack ein entsprechender Korrosionsschutz beigefügt sein.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Partikel des Schmiermittelanteils als Nano-Partikel ausgebildet sind, da sich diese beispielsweise besonders vorteilhaft in Gitterzwischenräume des Kunstharzanteils der Gleitlackschicht deponieren lassen. Auf diese Weise kann die Langzeitfestigkeit der Gleitlackschicht verbessert werden.
Die Aufbringung einer Gleitlackschicht hat sich insbesondere bei aus Sintermaterial hergestellten Zahnscheiben als vorteilhaft erwiesen. Die Beschichtung kann auf die Außenverzahnung mit den Kontaktstellen gegenüber dem Zahnriemen beschränkt werden. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn die Gleitlackschicht beispielsweise zur Verbesserung des Korrosionsschutzes auf der gesamten Oberfläche der Zahnscheiben aufgebracht wird. Um ein maßhaltiges Kernloch zur Aufnahme einer Zahnscheibe auf einer Welle von der Gleitlackbeschichtung auszusparen, kann dieses vor der Beschichtung abgedeckt werden. Alternativ kann das Kernloch als Aufnahme während der Durchführung der Beschichtung dienen, so dass diese zwangsweise ausgespart bleibt. Kurze Beschreibung der Figur
Die Erfindung wird anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt eine Ansicht einer Zahnscheibe für einen Riementrieb. Ausführliche Beschreibung der Figur
Die einzige Figur zeigt die gesinterte Zahnscheibe 1 mit der als Außenverzahnung ausgebildeten Verzahnung 2. Die Verzahnung 2 bildet einen Form- schluss mit einer komplementären Verzahnung eines endlosen Zahnriemens eines Riementriebs. Je nach Durchmesser ist die Zahnscheibe mittels des Kernlochs 3 auf einer Welle wie einer Kurbelwelle oder Nockenwelle einer Brennkraftmaschine verbunden. Die eine Keilverzahnung mit der Welle bildende Nut 4 bildet eine drehfeste Aufnahme auf der Welle, so dass jeweils ein
Kurbelwellenwinkel unter Ausbildung der notwendigen Übersetzung mittels des Zahnriemens auf die Nockenwelle übertragen wird. Die Zahnscheibe 1 ist zur Verminderung der Reibung zwischen Kontaktstellen der Verzahnung 2 und der Verzahnung des Zahnriemens mit der Gleitlackschicht 5 versehen. In gleicher Weise können andere Zahnscheiben, beispielsweise einer Spannrolle, eines Nebenaggregats und dergleichen, die beispielsweise nicht über eine Nut verfügen müssen, mit der Gleitlackschicht 5 überzogen sein.
Bezugszeichenliste
Zahnscheibe
Verzahnung
Kernloch
Nut
Gleitlackschicht
Claims
1 . Riementrieb für ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei zueinander be- abstandeten Zahnscheiben (1 ) und einem diese umschlingenden Zahn- riemen, wobei zwischen einer Verzahnung des Umschlingungsmittels und einer Verzahnung (2) der Zahnscheiben (1 ) ein Formschluss gebildet ist, der mittels eines zwischen den Verzahnungen (2) wirksamen Gleitmittels reibungsarm ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitmittel in Form einer zumindest auf einer Verzahnung einer Zahnscheibe aufgebrachten Gleitlackschicht (5) gebildet ist.
2. Riementrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlackschicht (5) zumindest aus einem Kunstharzbestandteil und einem Schmiermittelanteil gebildet ist.
3. Riementrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelanteil Partikel aus Polytetrafluorethylen enthält.
4. Riementrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelanteil Partikel aus Bornitrid enthält.
5. Riementrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anteil der Partikel Nano-Partikel sind.
6. Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlackschicht (5) mittels eines Tauch-, Sprüh- oder Pul- verbeschichtungsverfahrens aufgebracht ist.
7. Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlackschicht (5) mittels eines kathodischen Tauchlack- Verfahrens aufgebracht ist.
8. Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlackschicht (5) zugleich als Korrosionsschutz ausgebildet ist.
9. Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Zahnscheibe (1 ) gesintert ist.
10. Riementrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Zahnscheibe (1 ) bis auf ein als Aufnahme während eines Beschichtungsvorgangs dienende oder während des Beschichtungsvorgangs verschlossenes Kernloch (3) vollständig mit der Gleitlackschicht (5) beschichtet ist.
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WWE | Wipo information: entry into national phase |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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