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Die vorliegende Erfindung betrifft eine vormontierte Antriebseinrichtung des Typs,
der insbesondere an die Verwendung zum Antreiben des Verteilersystems oder
anderer Betriebsteile eines Fahrzeugs angepaßt ist.
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Beispielsweise aus der DE-A-3 202 843 ist es bekannt, daß zum Übertragen eines
rotierenden Antriebs zwischen zwei Achsen, zum Beispiel zwischen der Motorwelle
eines Fahrzeugs und einer oder mehreren Wellen zum Antreiben verschiedener
Betriebsteile des Fahrzeugs selbst, wie Verteiler, Öl- oder Wasserpumpe,
Lichtmaschine oder dergleichen, rotierende Bauteile verwendet werden, die aus
Riemen- oder Transmissionsscheiben, von denen eine an der Antriebswelle und die
anderen auf den angetriebenen Wellen befestigt sind, und einem Transmissions-
Bauteil bestehen, das aus einem Riemen oder einer Kette, meist einer Rollenglieder-
Kette, die in einer Schleife um die rotierenden Bauteile umläuft, besteht. Weiterhin
wird ein aus einem Kanäle zwischen dem Antriebselement und dem angetriebenen
Element begrenzenden Führungselement bestehender Schalldämpfer-Schuh, in dem
die Kette entlang einer präzisen Umlaufbahn gleitet, eingesetzt, um, falls es sich bei
dem flexiblem Bauteil um eine Kette handelt, den wegen der Vibrationen
unvermeidbaren Lärm zu dämpfen. Dieser Schalldämpfer-Schuh ist gegebenenfalls
mit Lagern versehen, die den Zusammenbau verschiedener rotierender Bauteile der
Vorrichtung mit einer korrekten inter-axialen Trennung ermöglichen, wodurch die
korrekte Spannung der Kette sichergestellt wird.
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Transmissionsvorrichtungen des beschriebenen Typs haben den bedeutenden
Nachteil, daß sie im wesentlichen nicht in einer automatisierten Weise montiert
werden können, weil sie aus separaten Teilen bestehen, die separat am Motor und
an den angetriebenen Teilen angebracht werden müssen; zu diesen schon
schwerwiegenden Nachteilen tritt weiter die Tatsache, daß Nachteile bei der
Montage allgemein dadurch entstehen können, wenn verschiedene Bauteile ungenau
positioniert werden, so daß es im allgemeinen erforderlich ist, Riemenscheiben mit
Spanneinrichtungen zu verwenden, um eine korrekte Spannung des flexiblen Bauteils
sicherzustellen.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu beseitigen,
und, insbesondere, das Bereitstellen einer Transmissionsvorrichtung des
vorbeschriebenen Typs, die vollständig vormontiert und von dem Fließband entfernt
geprüft werden kann und die daher auf automatisierte Weise in einem einzigen
Arbeitsgang angebaut werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das
Bereitstellen einer Transmissionsvorrichtung, die als unabhängige Einheit ausgebildet
ist, so daß sie im Falle einer Betriebsstörung mit einem einzigen Aus- und
Einbauvorgang wie eine Wegwerf-Cartridge schnell ausgetauscht werden kann.
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Die vorstehenden Ziele werden durch die Erfindung erreicht, die eine vormontierte
Antriebseinrichtung zum Übertragen eines rotierenden Antriebs zwischen zwei
parallelen Achsen, wie in Anspruch 1 definiert, betrifft.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf
die anliegenden Zeichnungen eine nicht-beschränkende Beschreibung einer
Ausführungsform davon wiedergegeben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine in Seitenansicht schematisiert dargestellte, erfindungsgemäß
ausgebildete, vormontierte Antriebseinrichtung und
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Fig. 2 und 3 jeweils Schnitte entlang der Linien II-II und III-III, die Details der
Vorrichtung aus Fig. 1 zeigen.
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Unter Bezug auf die Fig. 1-3 wird eine vormontierte Antriebsvorrichtung zum
Übertragen eines rotierenden Antriebs zwischen parallelen Achsen allgemein mit
dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. In diesem Fall wird der rotierende Antrieb
zwischen einer Antriebswelle 2 und einer angetriebenen Welle 3 einer bekannten
Antriebsmaschinen-Einheit 4 übertragen, die als Teil eines aus Gründen der
Einfachheit nicht dargestellten Fahrzeugs abgebildet ist; die Vorrichtung 1 umfaßt
das rotierende Antriebs-Bauteil, das aus einem ersten, auf der Welle 2 befestigten
Kettenrad 5 besteht, einem oder mehreren angetriebenen Bauteilen, im vorliegenden
Fall einem einzigen weiteren, auf der Welle 3 befestigten Kettenrad 6, das ein nicht
dargestelltes Betriebsteil der Antriebsmaschinen-Einheit 4, zum Beispiel die
Ölpumpe antreibt, und aus einem in gestrichelter Linie dargestellten, flexiblen
Transmissions-Teil 7 besteht, das zum Beispiel aus einer Rollenglieder-Kette
bekannten Typs besteht, die in einer Schleife um die Kettenräder 5 und 6 umläuft
und die in einer Weise damit kämmt, daß ein geschlossener, ringförmiger Pfad
gebildet wird, entlang dessen sich die Kette 7 fortbewegt, angetrieben durch das
Kettenrad 5 und in Wechselwirkung das Kettenrad 6 mit einer Geschwindigkeit
antreibend, die dem Verhältnis zwischen der Anzahl der Zähne der Kettenräder 5
und 6 selbst proportional ist. Die Kettenräder 2 und 3 sind in dem dargestellten
Beispiel an einem nur teilweise dargestellten Antriebsblock 8 bekannten Typs und
an einem Pumpengehäuse 9 der Ölpumpe bekannten Typs abgestützt, die zusammen
mit einem aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellten Sumpf an einem unteren
Teil des Antriebsblocks 8 abgestützt ist. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung 1
weiter eine stützende Verstärkung 10 besteht, die vorzugsweise, zumindest zum Teil
aus geformtem synthetischem Plastikmaterial besteht, und eine damit in
Übereinanderlage verbundene Abdeckung 11 über der Verstärkung 10 und den
Kettenrädern 5 und 6 sowie über der Kette 7 auf. Die Verstärkung 10 ist integral
mit einem Schalldämpfer-Schuh 12 bekannten Typs ausgestattet, der durch einen
zentralen Abschnitt 13 und jeweilige longitudinale, periphäre Seitenkanten 14 und
15 der Verstärkung selbst gebildet wird, die jeweils kalibrierte Führungskanäle 16,
innerhalb derer ein Teil der Kette 7 aufgenommen ist, begrenzen, deren Achsen
nicht notwendigerweise parallel zur Verbindungslinie der primitiven Durchmesser
der Kettenräder 5 und 6 verlaufen, und innerhalb derer die Kette 7 auf geführte
Weise im Zusammenwirken mit den Seiten 14 und 15 gleiten kann, wobei die
Funktion des durch die Details der Verstärkung 10 vervollständigten Schalldämpfer-
Schuhs 12, in der dieser erfindungsgemäß aufgenommen ist, bekannt ist. Der
Führungskanal 16, den er begrenzt, übt eine unterstützende, führende und
quergerichtete Sicherungshüllen-Aktion auf die Kette 7 aus, so daß deren laterale
Vibrationen mit der daraus folgenden Geräuschreduzierung auf ein Minimum
begrenzt sind. Zu demselben Zweck sind die Seiten 15 von U-förmigem Querschnitt
(Fig. 3), so daß sie gleichfalls eine laterale Sicherungshüllen-Aktion auf die Kette
7 ausüben.
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Erfindungsgemäß ist die stützende Verstärkung 10, in der der an sich bekannte
Schalldämpfer-Schuh 12 aufgenommen ist, an ihren jeweiligen Enden 18 und 19 mit
jeweils halbkreisförmigen Aufnahmelagern 20 und 21 ausgestattet, die die
Kettenräder 5 und 6 in einer vorbestimmten inter-axialen Distanz voneinander frei
abstützen, und die in der Weise ausgebildet sind, daß sie durch die Führungskanäle
16 untereinander verbunden sind; wobei der Ausdruck "untereinander verbunden"
so gemeint ist, daß die Lager 20 und 21 in der Weise angeordnet sind, daß die in
den Führungskanälen aufgenommene Kette 7 regelmäßig ohne Störung mit den
Kettenrädern 5 und 6 im Eingriff steht und von diesen getragen wird. Zu diesem
Zweck hat die Verstärkung 10 an den entgegengesetzten Eingängen der
Führungskanäle 16 jeweils aufgeweitete vorstehende Ecken 22, die ohrförmig
ausgebildet und jeweils mit querstehenden Verstärkungs- und Sicherungsstiften 23
ausgestattet sind, die dadurch geführt sind. Vorzugsweise ist die Verstärkung 10 aus
einem Paar im wesentlichen flacher Halb-Schalen 24 und 25 aufgebaut, die aus
geformtem Plastikmaterial hergestellt sind und die angrenzend aneinander mit
einander jeweils gegenüberliegenden Konkavseiten gelegt und die gegenseitig
aneinander befestigt sind, beispielsweise durch einen Klebstoff. Beide Halbschalen
24 und 25 sind im Inneren jeweils mit Verstärkungsrippen 26 und jeweils mit
korrespondierenden, zentralen Perforationen versehen, die, wenn die Halbschalen
zusammengefügt sind, eine zentrale, zylindrische Buchse 27 begrenzen, die jedoch
integral mit der Verstärkung 10 ausgebildet ist, und die, wie nachstehend näher
erläutert wird, sowohl zur Handhabung der gesamten Einheit 1, als auch zu deren
Befestigung an der Abdeckung 11 dient, wobei die Armaturen-Abdeckungseinheit
frei gelassen wird, um sich gemäß der Produktionserfordernisse mehr oder weniger
zu bewegen. Die Aufnahme-Lager 20 und 21 werden jeweils durch Paare von
Vorsprüngen 28 und 29 definiert, die im wesentlichen als halbkreisförmige Gabeln
geformt sind und die Stirnseiten in übereinandergelegter Stellung in einem
vorbestimmten gegenseitigen Abstand in der Weise angeordnet sind, daß sie
zwischen sich die Räume 30 festlegen, die seitlich und frontal offen sind und in
denen jeweils zumindest Teile der Kettenräder 5, 6 aufgenommen sind. Die Räume
30 nehmen insbesondere einen Sektor des gezahnten periphären Bereiches der
Kettenräder 5 und 6 auf, während deren jeweilige Naben 31 in den Lagern 20 und
21 aufgenommen sind und insbesondere mit den jeweiligen konkaven,
halbkreisförmigen Kanten 32 zusammenwirken, die die Vorsprünge 28 und 29
stirnseitig begrenzen, um durch diese abgestützt und seitlich gesichert zu werden. In
dem dargestellten Beispiel weist das Ende 18, das das Antriebs-Kettenrad 5 abstützt,
zwei identische und in Kontakt mit dessen Nabe 31 befindliche Vorsprünge 28 auf,
während das Ende 19 asymmetrisch geformte Vorsprünge 29 hat. Insbesondere weist
nur der Vorsprung 29 der Halbschale 24 eine verbreiterte Kante 32 auf, die mit der
Nabe 31 des angetriebenen Kettenrades 6 zusammenwirkt, während der Vorsprung
29 der Halbschale 25 kürzer ist und eine Vorderkante 32a aufweist, die nicht in
direkter Berührung mit dem Kettenrad 6 zusammenwirkt, sondern nur als Schutz für
dieses dient. Gemaß der Erfindung wirken demzufolge die rotierenden Teile der
Kettenräder 5 und 6 auf einer Seite entlang eines ersten Kreisbogens verhältnismäßig
großer Amplitude mit den jeweiligen konkaven, halbkreisförmigen Lagern 20 und
21 zusammen und auf der entgegengesetzten Seite entlang eines zweiten Kreisbogens
mit gleichfalls verhältnismäßig großer Amplitude mit den Kettenabschnitten 7, die
über sie hinweglaufen. Die Kettenräder 5 und 6 sind infolgedessen zwischen der
Verstärkung 10 und der Kette 7 gehalten, die mit offensichtlich geringem Spiel für
Toleranzen im Kontakt mit den Kanten der letzteren gehalten wird, was folglich ein
Fluchten der Vorrichtung mit dem Antrieb ermöglicht. Dank ihrer Halbkreis-Form
bilden die Kanten 32 axiale und transversale Schultern für die Kettenräder 5 und 6
und ermöglichen gleichzeitig, daß diese mit geringer Reibung frei zum Rotieren um
ihre Symmetrieachse bleiben. Die Kettenräder 5 und 6 auf der anderen Seite halten,
zusammen mit den Kanälen 16, die Kette 7 im wesentlichen unter Spannung und im
Eingriff mit der Verzahnung, so daß die Vorrichtung 1 dank des Vorhandenseins der
Verstärkung 10 eine monolithische, selbsttragende Einheit bildet, die in der Lage ist,
als separate funktionale Einheit zusammenzuhalten, selbst wenn die Kettenräder 5
und 6 nicht auf den Wellen 2 und 3 befestigt sind.
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In dem nicht-beschränkenden, dargestellten Beispiel ist die Abdeckung 11 mittels
eines integral daran angeformten Stiftes 40, der in der Buchse 27, gegebenenfalls
mit einem gewissen Spiel, aufnehmbar ist, an der Verstärkung 10 befestigt. Der Stift
40 ist darüber hinaus mit einer durchgehenden Gewindebohrung 41 versehen ist,
durch die die gesamte Vorrichtung 1 mittels eines Gewindestiftes 42 an einer festen
Aufnahme befestigbar ist. Die rotierenden Teile 5 und 6 sind überdies in einer
Weise ausgebildet, daß sie auf den Wellen 2 und 3 einfach durch axiales
Verschieben auf diesen Achsen befestigbar sind. Das Kettenrad 6 ist daher mit
einem keilförmigen Kupplungsstück 43 zum Befestigen auf der Welle 3 ausgestattet,
während das Kettenrad 5 vorzugsweise mit einer winkeligen Kupplung ausgerüstet
ist, die aus einem Paar einander diametral entgegengesetzter Abflachungen 45
gebildet ist, die mit korrespondierenden Abflachungen an der Welle 2 im Eingriff
stehen können. Schließlich kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die
Nabe 31 des Kettenrades 5 mit radialem Spiel auf der Welle 2 angebracht sein, so
daß insgesamt eine Kupplung zwischen der Welle 2 und dem Kettenrad 5 erreicht
wird, die in der Lage ist, ein Drehmoment zu übertragen, die aber gleichzeitig eine
begrenzte axiale Verschiebung der Achse des Kettenrades 5 bezogen auf die der
Welle 2 erlaubt. Auf diese Weise, aber auch Dank der beschriebenen
Montagetoleranz der Kette 7 und zwischen dem Stift 40 und der Buchse 27 ist es
möglich, etwaige geringe Fehlfluchten aufgrund von Fertigungstoleranzen zu
kompensieren.
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Im Gebrauch wird die Vorrichtung 1 außerhalb der Montagelinie, beispielsweise auf
einer Werkbank vormontiert, mit verschiedenen Systemen, je nachdem ob eine
Verstärkung 10, wie in dem beschriebenen Beispiel durch Übereinanderlegen der
Halbschalen 24 und 25 hergestellt wird, oder durch Formen integral in einem Stück
hergestellt wird. Im ersten Fall werden zunächst die Halbschalen 24 und 25 an den
Kettenrädern 5 und 6 angebaut, indem die Naben 31 mit den gabelförmigen
Vorsprünge 28 und 29 an den halbkreisförmigen Kanten 32 in Eingriff gebracht
werden und dann wird die bereits zur Schleife geschlossene Kette 7 in der Weise um
die Kettenräder herumgelegt, daß diese Kettenräder 5 und 6 gegen die Vorsprünge
28 und 29 gedrückt werden. Schließlich wird die mit der Kette 7 und den
Kettenrädern 5 und 6 versehene Halbschale 24 mit der beispielsweise durch
Klebstoff befestigten Halbschale 25 zusammengefügt, wodurch ein freies Aufnehmen
der Kettenräder 5 und 6 und der Kette 7 jeweils in den Räumen 30 und den
Führungskanälen 16, die beim Aufeinanderlegen der Halbschalen 24 und 25 gebildet
werden, erreicht wird. Im zweiten Fall werden andererseits die Kettenräder 5 und
6 direkt an den Aufnahmen 20 und 21 der monolithischen Verstärkung 10 befestigt,
wobei deren Naben mit den halbkreisförmigen Kanten 32 in Berührung stehen und
die gezahnten Abschnitte angrenzend daran in den Räumen 30 aufgenommen
werden. Dann wird die Kette 7 auf die Verstärkung 10 montiert und über die
Kettenräder 5 und 6 geführt, indem zunächst ein Ende davon durch den Kanal 16
und dann über die gezahnten Abschnitte der Kettenräder 5 und 6 gefädelt wird, die
denen, die in den Räumen 30 aufgenommen sind, entgegengesetzt sind, und indem
schließlich die Kette 7 zur Schleife geschlossen wird, indem deren entgegengesetzte
Enden zusammengefügt werden. In beiden Fällen erhält man eine einzige
unabhängige Baueinheit, deren Elemente, die aus der Verstärkung 10, den
Kettenrädern 5 und 6 und der Kette 7 bestehen, durch gegenseitige Beeinflussung
zusammengehalten werden, wobei die Kettenräder 5 und 6 nur mit den gebogenen
Kanten 32 aus Plastikmaterial in Berührung stehen. Die Kettenräder selbst können
mit geeignetem Spiel auch frei rotieren, wobei die Naben 31 auf den verbreiterten
Kanten 32 gleiten, als ob sie gleitende Lager wären. Der damit erzielte
selbsttragende, unabhängige Aufbau, möglicherweise bereits mit der Abdeckung 11
versehen, indem diese bei montierter Kette 7 auf der Verstärkung 10 befestigt wird,
kann dann auch auf der 'Werkbank getestet werden und schließlich zum
Montageband gesandt werden kann. Dort kann dann das Montieren der Vorrichtung
1 auf dem Antriebsblock 8 und den Wellen 2 und 3 in einem einzigen Arbeitsgang
stattfinden, der nur elementare Bewegungen erfordert. Tatsächlich ist es ersichtlich,
daß es zum Montieren der Vorrichtung 1, nachdem diese einmal, wie vorstehend
beschrieben, vormontiert ist, ausreicht, sie vor der Vorderseite des Antriebsblockes
8 zu positionieren, wobei die Achsen der Kettenräder 5 und 6 mit denen der Wellen
2 und 3 fluchten, und dann die gesamte, aus der Vorrichtung 1 bestehende Einheit
mit einer einzigen Bewegung in der Weise auf den Antriebsblock 8 zu verschieben,
daß die Naben 31 auf die Welle 2 geführt werden, bis die Verstärkung 10 mit dem
Antriebsblock 8 selbst in Kontakt gelangt ist. Die Vorrichtung kann an diesem
Punkt, gegebenenfalls nach Anbringen der Abdeckung 11, falls dies nicht schon
zuvor ausgeführt wurde, an dem Antriebsblock 8 befestigt werden, beispielsweise
durch Anschrauben der Stifte 42. Die beschriebenen Arbeitsgänge sind wegen ihrer
Einfachheit einfach durch einen Roboterarm ausführbar, der die aus der
vormontierten Vorrichtung 1 bestehende Einheit mit einem Zangengreifer,
beispielsweise durch die Buchse 27 hindurch ergreift. Während des Montierens
werden mögliche Positionierfehler kompensiert, teilweise durch das Verschieben des
Kettenrades 5 bezogen auf die Welle 2, ohne Nachteile für die Antriebsübertragung
zu verursachen, teilweise durch das Spiel zwischen den Kettenrädern, der Kette und
der tragenden Verstärkung, das ausreicht, um ein Fehlfluchten zu ermöglichen,
obwohl es nicht so ist, daß ein zufälliges Zerlegen der Ketten-Kettenrad-
Verstärkungseinheit möglich ist, und teilweise durch das Spiel zwischen der Buchse
27 und dem Stift 40, der es ermöglicht, daß die Abdeckung 11 die inter-axiale
Trennung zwischen den Wellen 2 und 3 sicherstellt und gleichzeitig mögliches
Fehlfluchten kompensiert.
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Aus der Beschreibung werden die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verbundenen Vorteile ersichtlich. Tatsächlich eignet sie sich zum Vormontieren und
Prüfen außerhalb der Montagelinie und stellt eine funktionelle Einheit bereit, die
physisch unabhängig von dem Apparat ist, auf dem die Transmissionsvorrichtung
montiert werden soll. Dies ermöglicht nicht nur eine Verbesserung bei der
Montageart und der Montagedauer sondern ermöglicht auch eine vollständig
automatisierte Montageweise mittels Roboter. Reparaturarbeiten werden ebenfalls
erleichtert, dadurch daß, wenn die Kette reißt oder verschleißt, nicht die
Vorrichtung 1 Stück für Stück auseinandergebaut werden muß, sondern daß die
gesamte Vorrichtung 1 einfach entfernt und durch eine neue ersetzt wird, ähnlich
dem, was mit einer Wegwerf-Kartusche gemacht wird, wobei die höheren Kosten
für das Ersatzteil reichlich durch die geringeren Arbeitskosten kompensiert werden.
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Schließlich kann das Zusammenbauen der Untergruppe selbst, falls die Verstärkung
10 aus zwei Elementen besteht, wegen der Einfachheit der erforderlichen
Operationen automatisch mit einem Roboter durchgeführt werden.