WO2004005758A1

WO2004005758A1 - Zahnriemenantrieb zum antrieb der nockenwelle einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: WO2004005758A1
Application number: PCT/EP2003/007293
Authority: WO
Inventors: Michael Bogner; Manfred Bonkowsky; Erik Biester
Original assignee: Ina-Schaeffler Kg
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2004-01-15
Also published as: DE50309033D1; EP1520120B1; DE10230739A1; EP1520120A1; AU2003249981A1

Abstract

Zahnriemenantrieb zum Antrieb der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine, mit einer vorzugsweise hydraulischen Spannvorrichtung für einen im Motor integrierten Zahnriemen, wobei der Zahnriemen einseitig gezähnt ist und dass die Spannvorrichtung eine Gleitschiene umfasst, die einseitig schwenkgelagert durch ein Stellglied gegen den Zahnriemen verspannbar ist.

Description

Zahnriemenantrieb zum Antrieb der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Zahnriemenantrieb zum Antrieb der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine, mit einer vorzugsweise hydraulischen Spannvorrichtung für einen im Motor integrierten Zahnriemen.

In der Automobilindustrie geht der Trend zunehmend in die Richtung verbrauchs- armer Aggregate. Die Fahrzeuglebensdauer ist stark angestiegen, sodass gleiche Anforderungen auch für alle einzelnen Komponenten gelten. Für den Antrieb der Nockenwellen kommen derzeit entweder Steuerketten oder als Zahnriemen ausgebildete Steuerriemen zum Einsatz. Während die Steuerkette im Motor integriert im Ölnebel läuft, läuft bei den bisher gebauten Zahnriemenantrieben der Zahnrie- men außerhalb des Motors und wird dort durch einen zusätzlichen Deckel (Cover) abgeschirmt. Der Vorteil einer verlustärmeren Kraftübertragung durch einen Zahnriemen wird somit durch die zusätzlichen Bauteile zur Abschirmung des Zahnriemens außerhalb des Motors wieder aufgehoben.

In der Offenlegungsschrift DE 34 34 328 A1 ist zwar bereits ein Steuerungsantrieb für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen worden, bei der ein handelsüblicher Polyurethan-Zahnriemen mit beidseitiger Zähnung im Ölbad der Brennkraftmaschine läuft, also wie die Steuerketten im Motor integriert ist. Diese Druckschrift enthält aber keine Hinweise über die Ausbildung der Spannvorrichtung eines solchen beidseitig gezähnten Zahnriemens.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der No- ckenwellenantriebe mit im Motor integrierten Steuerketten und der Zahnriemenantriebe mit außerhalb des Motors angeordneten Zahnriemen zu vermeiden und eine Kombination zu schaffen, die gleichzeitig ein die Langlebigkeit nicht beeinträchtigende hydraulische Spannvorrichtung enthält. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Zahnriemen einseitig gezähnt ist und dass die Spannvorrichtung eine Gleitschiene um- fasst, die einseitig schwenkgelagert durch ein Stellglied gegen den Zahnriemen verspannbar ist.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass durch das Laufen des Zahnriemens im Ölnebel die an sich bestehende Schwierigkeit eine ungünstigen Gleitverhaltens zwischen dem meist aus Gummi bestehenden Riemen und der Gleitschiene aus Kunststoff zum großen Teil kompensiert wird, da ja in jedem Fall eine dünne Ölschicht auf dem Riemen sich ausbildet.

Zur noch weiteren Verkleinerung der Reibung zwischen dem Zahnriemen und der Gleitschiene der hydraulischen Spannvorrichtung kann dabei in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Gleitschiene mit, ein hydrodynamisches Aufschwimmen des Zahnriemens in ihr bewirkenden, mit einer Ölzuführeinrichtung verbundenen Bohrungen versehen ist, wobei diese Bohrungen bevorzugt direkt in der Anlagefläche der Gleitschiene am Zahnriemen angeordnet sein können.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird der nach wir vor bestehende relativ hohe Verschleiß am Riemenrücken infolge der vorhandenen Reibung praktisch vollständig beseitigt, da durch entsprechende Einstellung des Öldrucks und der Ölmenge ein echtes hydrodynamisches „Aufschwimmen" des Riemens in der Gleitschiene erreicht werden kann.

Dabei kann durch eine definierte geometrische Ausbildung der Gleitschienenoberfläche das hydrodynamische Aufschwimmen noch weiter begünstigt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines besonders geeigneten Ausführungsbeispiels zusammen mit den Figuren. Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zahnriemenantriebs im Motorblock, wobei der Motorblock selbst nicht mit dargestellt ist und

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung der Gleitschiene der hydrodynamischen Spannvorrichtung zum Spannen des Zahnriemens.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Bei dem erfindungsgemäßen gesteuerten Antrieb einer Nockenwelle sind die Zahnriemenräder 1 bis 3 durch einen einseitig gezähnten Zahnriemen 4, beispielsweise aus Polyurethan, miteinander verbunden. Der Zahnriemen 4 läuft im Inneren des Motors im Ölbad, sodass er ständig in dem beim Betrieb des Motors entstehenden Ölnebel läuft. Zum Spannen des Zahnriemens 4 - die Einhaltung einer vorgegebenen Spannung ist für die Erzielung einer hohen Lebensdauer von entscheidender Bedeutung - dient erfindungsgemäß eine hydrodynamische Spannvorrichtung mit einer Gleitschiene 5, die im Bereich des einen Endes auf einer stationären Achse 6 drehgelagert ist und durch ein nicht gezeigtes, im Be- reich des anderen Endes angreifendes, an sich bekanntes, Stellglied mit vorgegebener Andrückkraft an den Zahnriemen 4 andrückbar ist. Die gebogene Gleitschiene 5 ist mit beidseitig hochstehenden, in diesem Bereich einen U-förmigen Querschnitt der Gleitschiene ergebenden Führungs-Seitenwangen 7 versehen, die den Zahnriemen 4 seitlich flankieren, sodass er nicht von der Gleitschiene seitlich abgleiten kann.

Die Gleitschiene ist mit einer Mehrzahl von die Anlagefläche 8 des Zahnriemens 4 durchsetzenden Bohrungen 9 versehen, die jeweils über nur schematisch in Fig. 2 angedeutete Rohre oder Schläuche 10 mit einer Ölzuführeinrichtung verbunden sind, die gezielt Öl zwischen die Anlagefläche 8 und den Riemenrücken einpresst, sodass der Zahnriemen 4 hydrodynamisch auf der Gleitschiene 5 aufschwimmt. Dadurch ergibt sich nurmehr eine vernachlässigbare minimale Reibung, sodass nicht nur die daraus resultierenden Reibungsverluste des Zahnriemenantriebs entfallen, sondern insbesondere die Abnutzung des Zahnriemens durch die darauf reibende Gleitschiene wodurch die Lebensdauer eines solchen Zahnriemenantriebs erheblich erhöht werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Zahnriemenrad

2 Zahnriemenrad

3 Zahnriemenrad

4 Zahnriemen

5 Gleitschiene

6 stationäre Achse

7 Führungs-Seitenwagen

8 Anlagefläche

9 Bohrungen

10 Rohr/Schlauch

Claims

Patentansprüche

1. Zahnriemenantrieb zum Antrieb der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine, mit einer vorzugsweise hydraulischen Spannvorrichtung für einen im Motor integrierten Zahnriemen, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnriemen (4) einseitig gezähnt ist und dass die Spannvorrichtung eine Gleitschiene (5) umfasst, die einseitig schwenkgelagert durch ein Stellglied gegen den Zahnriemen (4) verspannbar ist.

2. Zahnriemenantrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschienen (5) mit, ein hydrodynamisches Aufschwimmen des Zahnriemens (4) in ihr bewirken, mit einer Ölzuführeinrichtung verbundenen Bohrungen (9) versehen ist.

3. Zahnriemenantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (9) in der Anlagefläche (8) der Gleitschiene (5) am Zahnriemen (4) angeordnet sind.