-
Gebiet der Erfindung
-
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Kettenführungselement für
eine Steuerkette, auf einen Steuerkettentrieb sowie auf einen Fahrzeugmotor.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Ein
Kettenführungselement dient zur Führung einer
Steuerkette eines Steuerkettentriebes in einem Fahrzeugmotor. Aus
der
DE 199 59 594
C1 ist ein Steuerkettentrieb für einen V-Motor
mit oben liegenden Nockenwellen bekannt. Dieser Motor weist zwei
V-förmig zueinander angeordnete Zylinderköpfe und
für jeden dieser Zylinderköpfe zwei Nockenwellen
auf. Diese Nockenwellen sind von einer beiden Zylinderköpfen
zugeordneten Kurbelwelle mittels jeweils eines Steuerkettentriebes über
eine Steuerkette angetrieben. Das Zugtrumm und das Leertrumm einer
jeden der beiden Steuerketten ist jeweils von einem Kettenführungselement
abgestützt. Die Kettenführungselemente bestehen
aus Kunststoff. Das dem Leertrumm zugeordnete Kettenführungselement
ist jeweils ver stellbar gelagert. Die Nachstellung erfolgt über
einen druckölbetätigten Nachstellmechanismus. Auf
diese Weise ist gewährleistet, dass die Steuerkette im
Betrieb eine konstante Spannung aufweist. Auch ein Ausleiern der
Steuerkette, bedingt durch einen längeren Betrieb, wird
auf diese Weise ausgeglichen. Die Kettenführungselemente
auf der Seite des jeweiligen Zugtrumms weisen eine konkave, der Steuerkette
zugewandte Führungsfläche auf. Die Steuerkette
gleitet unter leichtem seitlichen Druck des Führungselementes
an der Führungsfläche entlang. Auf diese Weise
ist eine unerwünschte seitliche Bewegung oder Verwindung
der Steuerkette sicher vermieden. Die Befestigung der Kettenführungselemente
erfolgt an der Stirnseite des Motorblockes über Befestigungsbonzen
oder -zapfen.
-
Aus
der
US 7,056,246 B2 ist
ein Kettenführungselement bekannt, das aus Kettenelementen nach
Art einer Gliederkette zusammengesetzt ist. Die Kettenelemente bilden
mit ihren der Steuerkette zugewandten nebeneinander liegenden Seiten
eine nahezu durchgängige Führungsfläche
zur Führung der Steuerkette. Dabei ist das Kettenführungselement üblicherweise
derart am Motorblock befestigt, dass sich eine der Steuerkette zugewandte
konkave Führungsfläche ergibt.
-
Aus
der
US 2005/0239590
A1 ist ein Kettenführungselement bekannt, das
als Grundkörper eine in Längsrichtung gebogene
Stange aufweist. An den beiden Enden der Stange sind Bolzenaufnahmen
zur Montage des Kettenführungselements am Motorblock mittels
Haltebolzen vorgesehen. Die gebogene Stange ist über ihre
gesamte Länge mit einer Kunststoffbeschichtung versehen.
Dabei ist die Kunststoffbeschichtung derart ausgeführt,
dass sie an ihrer der Steuerkette zugewandten Seite eine Führungsfläche bildet.
-
Aus
der
US 7,063,635 B2 schließlich
ist ein Kettenführungselement mit einem aus einem Kunststoff
gefertigten spangenartigen Grundkörper bekannt. Bei diesem
Grundkörper handelt es sich um einen Formkörper
aus Kunststoff, der wiederum eine konkave Führungsfläche
aufweist. Auf der der Führungsfläche abgewandten
Seite des Grundkörpers ist ein Federelement nach Art einer
Blatt feder angeordnet. Die Befestigung des Kettenführungselementes am
Motorblock erfolgt mittels zweier an beiden Enden des Grundkörpers
ausgebildeter Halteklipse. Die Blattfeder gewährleistet,
dass die Steuerkette nicht nur geführt wird, sondern dass
das Kettenführungselement zudem die auf die Führungsfläche
wirkende Kettenkraft elastisch aufnimmt. Dadurch werden die durch
die ständigen Lastwechsel auf die Steuerkette einwirkenden
und sich permanent ändernden Kettenkräfte vom
Kettenführungselement weitgehend absorbiert. Somit lässt
sich auch bei permanenten Lastwechseln, beispielsweise hervorgerufen
durch eine Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeuges, eine hohe
Laufruhe der Steuerkette bewirken.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, das Konzept eines die Kettenkräfte
der Steuerkette aufnehmenden elastischen Kettenführungselementes
hinsichtlich Ausgestaltung und Fertigung weiter zu vereinfachen und
zu verbessern.
-
Lösung der Aufgabe
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Kettenführungselement mit der Merkmalskombination nach
Anspruch 1.
-
Hierzu
ist am Grundkörper des Kettenführungselements
ein Federelement angeordnet, das eine Führungsfläche
für die Steuerkette auf seiner der Steuerkette zugewandten
Seite und einen Abstand zum Grundkörper auf seiner der
Führungsfläche abgewandten Seite aufweist. Das
Kettenführungselement weist hierbei eine im wesentlichen langgestreckte
Geometrie auf, wobei seine der Steuerkette zugewandte Längsseite
im wesentlichen durch das Federelement gebildet ist. Seine Geometrie
ist vergleichsweise einfach. Das Kettenführungselement
besteht nur aus zwei Bereichen, dem Grundkörper und dem
Federelement, so dass es einfach und kostengünstig zu fertigen
ist. Das Federelement nimmt die Kettenkräfte der Steuerkette
auf und senkt somit die Vibrationen des Steuerkettentriebs. Dabei ist
das Kettenführungselement vorteilhaft sowohl am Leertrumm
als auch am Zugtrumm einsetzbar. Durch die Beabstandung des Federelements
vom Grundkörper ist ein Federungsraum gebildet, in den
sich das Federelement bei Wirken einer Kettenkraft hinein verformen
kann. Die Federungseigenschaften sind in einem weiten Bereich durch
die Wahl des Werkstoffes des Federelements sowie durch die federelastische
Kopplung des Federelements an den Grundkörper vorgebbar.
Somit lässt sich das Kettenführungselement in
einfacher Weise an die Aufgabenstellung anpassen. Das Kettenführungselement
wird hierbei derart montiert, dass es mit seiner Führungsfläche
einen seitlichen Druck senkrecht zur Bewegungsrichtung der Steuerkette
auf diese ausübt. Es wird in einfacher Weise beispielsweise über
Haltebohrungen oder Halteklips, die insbesondere an seinen beiden Enden
angeordnet sind, am Motorblock befestigt. Alternativ kann das Kettenführungselement
auch an einem am Motorblock befestigten Formteil fixiert sein.
-
In
einer vorteilhaften Weiterbildung bilden der Grundkörper
und das Federelement ein integrales Bauteil. Mit anderen Worten
ist das Kettenführungselement, bestehend aus Grundkörper
und Federelement, einteilig ausgeführt. Bevorzugt ist der Abstand
zwischen dem Grundkörper und dem Federelement durch eine
Aussparung gebildet. Diese Aussparung erstreckt sich üblicherweise
in Querrichtung quer zur Längsrichtung des Kettenführungselements. Die
in Querrichtung verlaufende Aussparung erstreckt sich hierbei im
wesentlichen parallel zur gesamten Führungsfläche,
so dass das Federelement streifenartig vom Grundkörper
abgesetzt ist. Auf diese Weise ist insbesondere die Fertigung als
integrales Bauteil ermöglicht, so dass das Kettenführungselement
einstückig ausführbar ist. Da das Kettenführungselement
eine einfach Geometrie ohne Hinterschnitte aufweist, kann es in
einfacher und kostengünstiger Weise als Kunststoffspritzteil
gefertigt sein.
-
In
einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Führungsfläche
eine vom Grundkörper aus betrachtet konkave Krümmung
auf. Mittels dieser konkaven Krümmung schmiegt sich die
Führungsfläche von der Seite her an die Steuerkette
an und ermöglicht somit ein sanftes und reibungsarmes Gleiten
der Steuerkette über die Führungsfläche.
Die Kettenkraft wird von der Steuerkette somit gleichmäßig
auf das Kettenführungselement übertragen.
-
Zweckmäßig
ist auch die den Abstand zwischen dem Grundkörper und dem
Federelement bildende Aussparung konkav gekrümmt. Dabei
weist insbesondere die zum Federelement orientierte Seite der Aussparung
die konkave Krümmung auf. Stimmen die konkave Krümmung
der Führungsfläche und die konkave Krümmung
der Aussparung weitgehend überein, so ist ein Federelement
nach Art einer Blattfeder gebildet. Ein derartiges Federelement
lässt sich hinsichtlich seiner Federeigenschaften besonders einfach
auslegen. Die entscheidenden Parameter sind hier insbesondere die
Fläche des Federelements, seine Dicke sowie sein die Federkonstante festlegender
Werkstoff. Weiterhin kann auch die zum Grundkörper hinweisende
Seite der Aussparung mit einer derartigen konkaven Krümmung
versehen sein. Auf diese Weise ist über die Länge
der Aussparung ein gleichmäßiger Federungsraum
gebildet.
-
In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Aussparung zumindest teilweise
mit einer Dämpfungsmasse ausgefüllt. Die Dämpfungsmasse
stützt hierbei das Federelement zusätzlich ab,
so dass das Federelement bei einer hohen Kettenkraft weniger leicht
mechanisch geschädigt wird. Hierbei ist die Dämpfungsmasse
beispielsweise als die Aussparung ganz oder teilweise ausfüllender
Formkörper gestaltet. Dieser Formkörper kann bei
Bedarf zusätzlich in der Aussparung durch Kleben fixiert
werden, so dass er bei den Vibrationen des Motorblockes gegen ein
Herausfallen gesichert ist. In einer anderen Ausgestaltung handelt
es sich bei der Dämpfungsmasse um eine Spritzmasse oder
um einen Spritzschaum. Dabei handelt es sich um einen üblicherweise
weichen Kunststoff, dessen Elastizität und Festigkeit insbesondere
durch seine Porigkeit vorgebbar sind. Weiterhin könnte
es sich bei der Dämpfungsmasse auch um einen streifenartigen
Formkörper handeln, der in die Aussparung hineingedrückt
wird. Ist dieser Formkörper hinreichend elastisch, so presst
er sich an die Wandungen der Aussparung und wird dadurch im Betrieb
sicher gehalten.
-
Die
Aufgabe wird weiterhin gelöst durch einen Steuerkettentrieb
für einen Fahrzeugmotor mit einem Kettenführungselement
nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Hierbei sind die
einzelnen Ausgestaltungen des Kettenführungselementes mit ihren
Vorzügen sinngemäß auf den Steuerkettentrieb zu übertragen.
-
Die
Aufgabe wird zudem gelöst durch einen Fahrzeugmotor mit
einem derartigen Steuerkettentrieb.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
Nachfolgend
werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer
Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 ein
erstes Kettenführungselement in einer schematischen Seitenansicht,
sowie
-
2 ein
zweites Kettenführungselement ebenfalls in einer schematischen
Seitenansicht.
-
Ausführliche Beschreibung
der Zeichnung
-
1 zeigt
ein Kettenführungselement 1 für einen
Steuerkettentrieb eines Fahrzeugmotors. Der Steuerkettentrieb und
der Fahrzeugmotor sind in den Figuren nicht dargestellt. Das Kettenführungselement 1 weist
einen sich im wesentlichen in Längsrichtung 2 erstreckenden
Grundkörper 3 auf. Vom Grundkörper 3 ist
ein Federelement 4 durch eine sich im wesentlichen ebenfalls
in Längsrichtung 2 erstreckende Aussparung 5 weitgehend
abgeteilt. Das Kettenführungselement ist hierbei einstückig
ausgeführt. Es kann beispielsweise als Kunststoffspritzteil
hergestellt sein. Der Grundkörper 3 und das Federelement 4 sind
lediglich an den beiden Enden des Kettenführungselements 1 miteinander
verbunden. Das Federelement 4 ist mit einer Führungsfläche 6 zu
einer Steuerkette 7 hin orientiert. In der Figur ist von
der Steuerkette 7 nur ihre zur Führungsfläche 6 hin
orientierte Kontur gezeigt. Die Führungsfläche 6 weist
eine der Steuerkette 7 zugewandte konkave Krümmung auf.
Auf diese Weise wird in vertikaler Richtung 8 ein seitlicher
Druck auf die sich in Längsrichtung 2 nach links
oder nach rechts bewegende Steuerkette 7 ausgeübt.
-
Auch
die zum Federelement 4 hin orientierte Seite der Aussparung 5 weist
eine konkave Krümmung auf. Dabei entspricht die konkave
Krümmung der Aussparung 5 im wesentlichen der
konkaven Krümmung der Führungsfläche 6,
so dass das Federelement 4 streifenartig mit einer in Längsrichtung 2 weitgehend
konstanten Dicke 9 ausgebildet ist. Auch die in Längsrichtung 2 zum
Grundkörper 3 hin orientierte Seite der Aussparung 5 weist
eine derartige konkave Krümmung auf. Somit bildet die Aussparung 5 in
Längsrichtung 2 über ihre gesamte Länge
einen Federungsraum mit der konstanten Dicke 10. Da die Aussparung 5 weiterhin
in Querrichtung 11 quer zur Längsrichtung 2 durchgängig
ausgeführt ist, kann das blattfederartig ausgeführte
Federelement 4 bei Einwirkung einer Kettenkraft in vertikaler
Richtung 8 in die Aussparung 5 hinein federnd
nachgeben. Somit ist in einfacher Weise eine elastische Lagerung der
Steuerkette 7 gewährleistet.
-
Das
Kettenführungselement 1 weist von der Längsrichtung 2 her
gesehen an seinen beiden Enden jeweils eine Haltebohrung 12 auf.
Es ist mittels zweier die beiden Haltebohrungen 12 durchgreifenden
nicht dargestellten Haltebolzen am Motorblock des Fahrzeugmotors
befestigt. Über die Wahl des Werkstoffes des Kettenführungselementes 1 sowie über
die Dicke 9 des blattfederartigen Federelements 4 und
die Dicke 10 der Aussparung 5 sind die federelastischen
Eigenschaften des Kettenführungselements 1 vorgegeben.
-
Gemäß 2 unterscheidet
sich die zweite Ausführungsform des Kettenführungselementes 1 von
der ersten Ausführungsform aus 1 lediglich durch
eine in die Aussparung eingebrachte Dämpfungsmasse 13.
Die Dämpfungsmasse 13 ist hierbei als Formkörper
ausgeführt, der die Aussparung 5 im wesentlichen
vollständig ausfüllt. Die Dämpfungsmasse
ist in der Aussparung 5 entweder gehalten, indem sie ein
leichtes Übermaß aufweist und auf die Seitenwände
der Aussparung drückt, oder indem ihre der Aussparung 5 zuge wandten
Seitenflächen mittels eines Klebstoffs mit den Wandungen
der Aussparung 5 verklebt sind. Die Dämpfungsmasse 13 stützt das
Federelement 4 zusätzlich ab, wenn die Kettenkraft
der Steuerkette 7 in vertikaler Richtung 8 auf
die Führungsfläche 6 des Federelementes 4 wirkt.
Auf diese Weise sind die federelastischen Eigenschaften des Federelements 4 an
den jeweiligen Einsatzfall zusätzlich anpassbar. Außerdem
ist das Federelement bei einer Bewegung in die Aussparung 5 hinein zusätzlich
abgestützt, so dass das Risiko einer mechanischen Beschädigung
des Federelementes 4 aufgrund einer hohen Kettenkraft reduziert
ist. Da die Dämpfungsmasse 13 eine einfache Geometrie
aufweist, sind auch seine federelastischen Eigenschaften für
seine Auslegung einfach berechenbar.
-
- 1
- Kettenführungselement
- 2
- Längsrichtung
- 3
- Grundkörper
- 4
- Federelement
- 5
- Aussparung
- 6
- Führungsfläche
- 7
- Steuerkette
- 8
- vertikale
Richtung
- 9
- Dicke
- 10
- Dicke
- 11
- Querrichtung
- 12
- Haltebohrung
- 13
- Dämpfungsmasse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19959594
C1 [0002]
- - US 7056246 B2 [0003]
- - US 2005/0239590 A1 [0004]
- - US 7063635 B2 [0005]