Diese Erfindung betrifft Führungen für einen Gleitkontakt mit Ketten, Riemen und anderen Energieübertragungsmitteln, wie denen, die in einem Kraftfahrzeugmotor oder dergleichen für die Übertragung von Energie von einem antreibenden Kettenrad oder einer Riemenscheibe an ein angetriebenes Kettenrad oder eine Riemenscheibe verwendet werden. Diese Führungen können feste Führungen oder bewegliche Führungen in Verbindung mit Spannern sein. Insbesondere betrifft die Erfindung Verbesserungen bei Führungen, die aus Kunstharzen geformt sind.

Im Allgemeinen ist bei einer Getriebevorrichtung für einen Kraftfahrzeugmotor oder dergleichen, bei der mechanische Energie durch ein Mittel, wie eine Kette, einen Riemen oder dergleichen übertragen wird, eine bewegliche oder feste Führung an einem Rahmenkörper, wie einer Wand eines Motorblocks, mittels eines Montagebolzens, eines Stifts oder dergleichen angebracht. Die Kette, der Riemen oder das andere Energieübertragungsmittel läuft in Gleitkontakt mit der Führung um.

Im Falle einer beweglichen Führung, die die Form eines Spannhebels oder dergleichen haben kann, stellt die Führung dem Energieübertragungsmittel eine geeignete Spannung zur Verfügung, um ein Versagen des Getriebes auf Grund übermäßigen Dehnens oder übermäßigen Lockerns des Energieübertragungsmittels zu verhindern. Eine feste Führung, wie eine Führungsschiene oder dergleichen, begrenzt das Energieübertragungsmittel auf einen vorgegebenen Umlaufweg, um Schwingungsgeräusche, seitliche Schwingungen und Außereingriffkommen zu verhindern.

13 zeigt ein Beispiel einer herkömmlichen Kunstharzführung 100 für einen Spannhebel. Die Führung 100 weist eine Gleitschiene 101, die in Gleitkontakt mit einer umlaufenden Kette C ist, und ein Schienenträgerelement 102 auf, das auf der Rückseite der Gleitschiene 101 vorgesehen ist. Das Schienenträgerelement 102 weist eine Nabe 102a mit einer Montageöffnung 103 für eine schwenkbare Anbringung an einer Wand eines Motorblocks auf. Das Schienenträgerelement weist auch einen Spanneranlagebereich 102b auf, der mit einem Spanner (nicht dargestellt) zusammenwirkt, um eine geeignete Spannung zur Verfügung zu stellen, um ein Versagen des Getriebes zu verhindern, das aus einem übermäßigen Dehnen oder übermäßigen Locken der Kette resultiert. Die Kunstharzführung 100 weist eine Mehrzahl dicker Verstärkungsrippen 102c auf, wobei jede in geeigneten Intervallen entlang des Schienenträgerelements 102 ausgebildet ist, um die mechanischen Eigenschaften und die Haltbarkeit der Führung 100 zu verbessern.

Die herkömmliche Kunstharzführung 100 hat einige Probleme, die sie daran hindern gute mechanische Eigenschaften und Haltbarkeit zu zeigen. Wenn die Führung von einer an einem Endbereich der Führung vorgesehenen Einspritzöffnung aus spritzgegossen ist, erstrecken sich die Führungsrippen 102c im Wesentlichen senkrecht zu der Einspritzrichtung des Kunstharzes P. Auf Grund der Ausrichtung der Verstärkungsrippen zeigt die Strömung des eingespritzten Kunstharzes P, die, wie in 14 dargestellt, ein hautschichtbildendes Kunstharz P1 und ein kernbildendes Kunstharz P2 aufweist, einen stagnierenden Fluidzustand in und um das Innere der Verstärkungsrippen 102c. Das Verweilen, die verwirbelte Strömung und die turbulente Strömung des Kunstharzes P hindern das Kunstharz daran, eine spannungsfreie molekulare Ausrichtung im Inneren der Verstärkungsrippen 102c zu erreichen. Somit sind die Umgebungsbereiche der Rippen in einem verspannten Zustand erstarrt. Die Orientierungsspannung bewirkt nicht nur Risse auf Grund einer Belastung während der Energieübertragung, sondern bewirkt auch thermisches Schrumpfen, resultierend aus einem nicht kristallinen Bereich im Kunstharz P. Folglich treten Belastungen auf, wie ein Verzug, ein Verdrehen oder dergleichen in einer Umgebung mit hohen Temperaturen, wie in einem Fahrzeugmotor, und die Führungsfunktion ist insgesamt nicht vollständig zufriedenstellend.

Bezug nehmend auf die 15 und 16, bei denen ein Kunstharz P verwendet wird, bestehend aus einem glasfaserverstärkten Kunstharz (bestehend aus einem hautschichtbildenden Kunstharz P1 und einem kernbildenden Kunstharzmaterial P2), werden ideale mechanische Eigenschaften und Festigkeit gezeigt, wenn die verstärkenden Glasfasern F, die in dem kernbildenden Kunstharz enthalten sind, in einer Richtung orientiert sind, die im Wesentlichen parallel zu der Gleitschiene 101 ist. Jedoch befindet sich das Kunstharz, wie zuvor beschrieben, da sich die Verstärkungsrippenbereiche 102c im Wesentlichen senkrecht zur Einspritzrichtung des Kunstharzes P erstrecken, in einem Zustand eines stagnierten Fluidzustands im Inneren der jeweiligen Verstärkungsrippen 102c und in den Umgebungsbereichen hiervon. Verweilen, verwirbelte Strömung, turbulente Strömung und dergleichen werden im flüssigen Kunstharz erzeugt, und im Ergebnis, wie in 16 dargestellt, ist die Orientierung der Glasfasern gestört. Somit kann, trotz des Beimischens von Glasfasern F in das Kunstharz P, um die Festigkeit der Führung zu erhöhen, keine ideale Festigkeit erreicht werden.

Ferner ist, da die Verstärkungsrippenbereiche 102c die Strömung des glasfaserverstärkten Kunstharzes P beeinträchtigen, die Gießbarkeit beim Einspritzgießen nicht zufriedenstellend. Somit können die Glasfasern F nicht derart verteilt werden, dass sie in einer spezifischen Richtung ausgerichtet sind, und sie können nicht gleichmäßig in das Kunstharz gemischt werden. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Veränderung der Einspritzbedingungen ausprobiert. Jedoch werden ein höherer Einspritzdruck und eine längere Einspritzdauer benötigt, wodurch die Kosten des Einspritzgießens erhöht werden. Die FR 2736123 offenbart eine Führung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Folglich sind es Aufgaben der Erfindung, die oben genannten Probleme zu lösen, die beim Stand der Technik auftreten, und eine Kunstharzführung für eine Getriebevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die Verstärkungsbereiche aufweist, die eine größere Festigkeit und Haltbarkeit zeigt, und bei der Belastungen, wie ein Verzug, ein Verdrehen oder dergleichen in einer Umgebung mit hohen Temperaturen wesentlich verringert werden.

Die erfindungsgemäße Kunstharzführung weist eine langgestreckte Schiene für einen Gleitkontakt in Längsrichtung mit einem Energieübertragungsmittel und ein Trägerelement auf, das als eine Einheit mit der Schiene gegossen ist. Das Trägerelement weist eine Mehrzahl von Verstärkungsrippen auf, welche die Schiene unterstützten. Diese Rippen sind entlang der Länge der Übertragungsvorrichtung von einem Ort benachbart einem Ende der Schiene zu einem Ort benachbart dem gegenüberliegenden Ende der Schiene verteilt. Die Führung ist mittels eines Sandwich-Einspritzgießverfahrens unter Verwendung eines kernbildenden Kunstharzes und eines hautschichtbildenden Kunstharzes hergestellt, und, um die oben genannte Aufgabe zu lösen, erstrecken sich die Verstärkungsrippen in Richtungen, so dass die Strömung des Kunstharzes während des Einspritzgießens im Wesentlichen den Längsrichtungen der Verstärkungsrippen folgt, und die Moleküle der Kunstharze ausgerichtet sind, wenn sie erstarrt sind. Vorzugsweise ist das Kunstharz ein glasfaserverstärktes Kunstharz. Die erfindungsgemäße Führung kann sowohl eine feste Führung als auch eine bewegliche Führung sein.

Damit sich die Verstärkungsrippen in eine Richtung erstrecken, die der Strömung des Kunstharzes während des Einspritzgießens folgt, kann eine beliebige Anordnung, wie eine S-förmige Anordnung, eine gekrümmte Anordnung, eine fachwerkartige Anordnung, eine aderartige Anordnung, eine bienenwabenartige Anordnung oder dergleichen verwendet werden.

Das Einspritzgießverfahren, das für die Herstellung der erfindungsgemäßen Kunstharzführung verwendet wird, kann ein Einspritzgießverfahren sein, bei dem die Verarbeitung des Kunstharzes in einem Schritt von einem Endbereich in Längsrichtung der Führung in Richtung des anderen Endbereichs erfolgt. Beispielsweise kann ein beliebiges Verfahren, wie ein Zweifarben-Spritzgießverfahren, das zwei Arten von Kunstharzen verwendet, ein Sandwich-Spritzgießverfahren, bei dem ein Kernkunstharz in eine Hautschicht eingespritzt wird, oder dergleichen verwendet werden.

Erfindungsgemäß erstrecken sich die Verstärkungsrippenbereiche, welche die Gleitschiene unterstützen, in Richtungen, welche der Strömung des Kunstharzes während des Einspritzgießens der Führung folgen. Somit wirken die Verstärkungsrippenbereiche als Hilfsströmungswege, welche das während des Einspritzgießens der Führung eingespritzte Kunstharz von einem Endbereich in Längsrichtung der Führung in Richtung des anderen Endbereichs führen, so dass das eingespritzte Kunstharz durch die Führung ohne einen wesentlichen Strömungswiderstand strömt, so dass das eingespritzte Kunstharz verlässlich bis ans Ende der Kunstharzführung strömt.

Da das Kunstharz vollständig molekular ausgerichtet ist, wenn es erstarrt ist, wird der kristalline Bereich des Kunstharzes vergrößert und das thermische Schrumpfen der Führung wird verringert. Ferner kann der Druck, der für das Einspritzgießen der Führung benötigt wird, auf ein niedrigeres Niveau als im herkömmlichen Fall verringert werden, und die Einspritzdauer kann ebenfalls verringert werden.

1 ist eine Vorderansicht, die eine erfindungsgemäße Getriebeführung bei der Verwendung in einem Kraftfahrzeugmotor zeigt;

2 ist eine schematische Ansicht, die die Strömung des Kunstharzes während des Einspritzgießens einer erfindungsgemäßen Führung zeigt;

3 ist eine geschnittene Ansicht einer Verstärkungsrippe in der Ebene A-A von 2;

4 ist eine 3 entsprechende Ansicht, die aber einen Fall zeigt, bei dem ein glasfaserverstärktes Kunstharz verwendet wird;

5 ist eine schematische Ansicht, die das Verhältnis einer S-förmigen Verstärkungsrippe und der Strömung des Kunstharzes zeigt;

6 ist eine schematische Ansicht, die das Verhältnis einer fachwerkartigen Verstärkungsrippe und der Strömung des Kunstharzes zeigt;

7 ist eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen radialen, geraden Verstärkungsrippen und der Strömung des Kunstharzes zeigt;

8 ist eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen radialen, gekrümmten Verstärkungsrippen und der Strömung des Kunstharzes zeigt;

9 ist eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen geraden, aderartigen Verstärkungsrippen und der Strömung des Kunstharzes zeigt;

10 ist eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen gekrümmten, aderartigen Verstärkungsrippen und der Strömung des Kunstharzes zeigt;

11 ist eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen bienenwabenartigen Verstärkungsrippen und der Strömung des Kunstharzes zeigt;

12 ist eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen Verstärkungsrippen, die ein einem nummernschildartigen Muster ausgebildet sind, und der Strömung des Kunstharzes zeigt;

13 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen Kunstharzführung für eine Getriebevorrichtung zeigt;

14 ist eine geschnittene Ansicht entlang der Ebene B-B von 13;

15 ist eine Ansicht, welche die ideale Ausrichtung von Glasfasern in einer Führung zeigt; und

16 ist eine geschnittene Ansicht in der Ebene B-B von 13, die einen Fall zeigt, bei dem ein glasfaserverstärktes Kunstharz verwendet wurde.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Kunstharz-Getriebevorrichtung für einen Kraftfahrzeugmotor (im Folgenden als Getriebeführung bezeichnet), werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Wie in 1 dargestellt, überträgt ein Getriebe für die Taktsteuerung bei einem Kraftfahrzeugmotor Energie mittels einer Kette C, welche um ein antreibendes Kettenrad S1 und angetriebene Kettenräder S2 zirkulierend umläuft. Eine bewegliche Führung 10 führt und erlegt der Kette C eine Spannung auf, wenn die Kette entlang der Führung gleitet. Eine feste Führung L, entlang der die Kette gleitet, ist ebenfalls vorgesehen. Jedoch ungleich der Getriebeführung 10 hat die feste Führung keinen Verstärkungsrippenbereich.

Wie in 2 dargestellt, weist die Getriebeführung eine Gleitschiene 11 auf, mit auf einer Seite einer im Wesentlichen bogenförmigen Gleitkontaktfläche, an der eine Kette C entlang gleitet, und auf ihrer gegenüberliegenden Seite einem Schienenträgerelement 12, das sich senkrecht zur Gleitkontaktfläche entlang der Länge der Führung erstreckt. Das Schienenträgerelement 12 weist eine Nabe 12a mit einer Montageöffnung 13 zur schwenkbaren Anbringung der Führung an einer Wand eines Motorblocks auf, so dass sie als bewegliche Führung dienen kann, und einen Bereich 12b für eine Anlage an einem Spanner T (1), um der Kette C eine geeignete Spannung aufzuerlegen, um ein Versagen des Getriebes auf Grund übermäßigen Dehnens oder Lockerns der Kette zu verhindern. Die Führung hat auch einen Verstärkungsrippenbereich 12c, der sowohl eine Verstärkungs- als auch eine Gewichtsverringerungsfunktion hat.

Die Gleitschiene 11 und das Schienenträgerelement 12 sind einstückig als eine Einheit mittels Einspritzgießens gegossen. Ein Kunstharz P wird durch eine Öffnung G, die an einem Ende in Längsrichtung der Führung vorgesehen ist, eingespritzt. Die Verstärkungsrippenbereiche 12c erstrecken sich in einer S-förmigen Ausgestaltung, um der Einspritzrichtung des Kunstharzes P zu entsprechen. Folglich strömt das Kunstharz P, das durch die Öffnung G eingespritzt wird, in die Verstärkungsrippenbereiche 12c entlang einem Hilfsströmungsweg, wie in 2 durch Pfeile D angezeigt ist, so dass das Kunstharz in die gesamte Führung mit einem Minimum an Strömungswiderstand eingespritzt wird. Das Kunstharz P verbleibt nicht stationär in den Verstärkungsrippenbereichen 12c während des Einspritzgießens, und es tritt keine verwirbelte Strömung oder turbulente Strömung auf. Folglich kann das Kunstharz P verlässlich bis zum Ende der Führung gegenüberliegend der Öffnung G eingespritzt werden. Im Ergebnis ist das Kunstharz P molekular ausgerichtet, wenn es erstarrt ist.

Die derart erhaltene Getriebeführung 10 hat einen vergrößerten kristallinen Bereich von einspritzgegossenem Kunstharz P, und folglich sind die Festigkeit und Belastbarkeit der Führung dramatisch verbessert. Ferner wird, da der kristalline Bereich vergrößert ist, das thermische Schrumpfen der Führung verringert, Belastungen, wie ein Verzug, ein Verdrehen oder dergleichen treten selbst in einer Getriebeumgebung mit hohen Temperaturen weniger wahrscheinlich auf, und eine verlässliche Getriebeführungsfunktion kann erreicht werden.

Wie in 3 dargestellt, kann ein Sandwich-Einspritzgießverfahren zur Ausbildung der Getriebeführung verwendet werden. Beim Sandwich-Einspritzgießen wird ein Kunstharz P2, welches einen Kern bildet, in das Innere einer Ummantelung bestehend aus einem Kunstharz P1, welches eine Hautschicht bildet, eingespritzt. Wie dargestellt, wird der Kern in das Innere der Verstärkungsrippenbereiche 12c eingespritzt. Da das Einspritzverhältnis des kernbildenden Kunstharzes P2 erhöht werden kann, können die Festigkeit und Belastbarkeit der Führung verbessert werden.

Wenn das kernschichtbildende Kunstharz P2 aus einem glasfaserverstärkten Kunstharz besteht, sind die verstärkenden Glasfasern F gleichmäßig im Kunstharz verteilt und in Einspritzrichtung ausgerichtet (die Richtung der Normalen zu einem Querschnitt von 4). Mit der Verwendung von Glasfasern kann die Festigkeit und Belastbarkeit der Führung weiter verbessert werden.

Die Getriebevorrichtung 10 kann mittels einer herkömmlichen Einspritzgießvorrichtung hergestellt werden, außer dass die Form derart geformt ist, dass die Verstärkungsrippen der Einspritzrichtung des Kunstharzes P während des Einspritzgießens folgen.

Die Kunstharze P, die für die Getriebeführung 10 verwendet werden, sind nicht speziell beschränkt, und ein beliebiges der Kunstharze, die für das Einspritzgießen verwendet wurden, wie Nylon 6, Nylon 66, Nylon 46, alle aromatischen Nylons und dergleichen, können verwendet werden.

Obwohl die Verstärkungsrippen 12c beim obigen Beispiel in Form einer S-förmigen Kurve sind, die im Wesentlichen der Einspritzrichtung des Kunstharzes P folgt, können die Verstärkungsrippen in verschiedenen anderen Formen angeordnet sein, wie in den 5 bis 12 dargestellt.

Mittels Anwendung einer Anordnung, bei der die Verstärkungsrippen eine Mehrzahl verbundener Dreiecke bilden, wie in 6 dargestellt, wird eine fachwerkartige Anordnung erreicht. Innere Spannungen, die in der Führung 10 unter Belastung erzeugt werden, können ausgeglichen werden, und deren Biegefestigkeit und Belastbarkeit kann verbessert werden.

Wie in den 7 und 8 dargestellt, ist eine Mehrzahl von Verstärkungsrippen 12c in einem strahlenförmigen Muster angeordnet, das an der Gleitschiene beginnt, welche am äußeren Ende des strahlenförmigen Musters ist. Die strahlenförmigen Rippen erstrecken sich entlang der Strömungsrichtung des Kunstharzes P Eine resultierende, verbesserte Fließfähigkeit des Kunstharzes während des Einspritzgießens trägt zu einer Verringerung des Einspritzdrucks und einer Verringerung der Einspritzdauer bei.

Wie in 9 und 10 dargestellt, erstreckt sich eine Mehrzahl von Verstärkungsrippen 12c in einer aderartigen Anordnung. Diese Rippen erstrecken sich von einer zentralen Rippe nach außen, die sich in Längsrichtung in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Gleitschiene erstreckt. Das Kunstharz P kann gleichmäßig in die gesamte Führung eingespritzt werden, da die Strömung des Kunstharzes den Richtungen der Rippen während des Einspritzgießens folgt. Bei diesen Ausführungsbeispielen wird die Biegefestigkeit und die Belastbarkeit der Führung weiter verbessert.

Wie in 11 und 12 dargestellt, sind Verstärkungsrippen 12c in einer bienenwabenartigen Anordnung oder einem nummernschild- oder rautentastenartigen Anordnung angeordnet. Hier folgt wiederum die Strömung des Kunstharzes während des Einspritzgießens den Richtungen der Rippen, und die Festigkeit der Führung wird verbessert.

Erfindungsgemäß erstrecken sich die Verstärkungsrippen eines Gleitschienenträgerelements in eine Richtung, so dass die Strömung des Kunstharzes P während des Einspritzgießens den Längsrichtungen der Rippen folgt. Somit wird das Kunstharz derart molekular ausgerichtet, wenn es erstarrt, dass die Festigkeit und Belastbarkeit der Führung dramatisch verbessert werden. Ferner wird der kristalline Bereich des Kunstharzes, das in die Führung eingespritzt wird, vergrößert, so dass das thermische Schrumpfen der Führung verringert wird, und ein Verzug, ein Verdrehen oder dergleichen selbst in einer Umgebung mit hohen Temperaturen verringert werden, und eine verlässliche Führungsfunktion erreicht wird. Der Einspritzdruck und die Einspritzdauer werden auch verringert, und die Herstellungskosten der Führung können wesentlich verringert werden.

Wenn das Kunstharz ein glasfaserverstärktes Kunstharz ist, kann die Ausrichtung der Glasfasern F in Längsrichtung der Verstärkungsrippen wesentlich verbessert werden, und eine gleichmäßigere Verteilung der verstärkenden Glasfasern kann erreicht werden. Im Ergebnis kann die Festigkeit der Führung wesentlich erhöht werden.