DE102011007155B4 - Spannschiene mit stufenlosem Rastsystem - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Spannschiene für einen Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, die um eine Schwenkachse drehbar gelagert ist, mit einer Ausnehmung, durch die die Schwenkachse zentrisch verläuft, sobald die Spannschiene zum Auslenken eines Zugmittels ausgelegt ist, und mit einem in der Ausnehmung angeordnetem Lagerelement, das an einem relativsystemfesten Bauteil, etwa einem Motorblock oder einem Gehäusebauteil, angebracht ist.
- Das Lagerelement ist somit relativ zu dem Relativsystem drehfest angebracht, wohingegen die Spannschiene relativ zu dem Relativsystem beweglich um das Lagerelement herum angebracht ist.
- Aus dem Stand der Technik sind Spannschienen bekannt, die mit Zugmitteltrieben einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt werden. Solche Spannschienen lenken ein Zugmittel eines Zugmitteltriebes aus. Als Zugmittel wird üblicherweise eine Kette oder ein Riemen verwendet. Das Zugmittel verbindet häufig eine Kurbelwelle mit einer Nockenwelle und bedarfsweise auch Nebenaggregate. Damit die Spannung in dem Zugmittel bei jeglichen Betriebszuständen in vorbestimmten Grenzen befindlich ist, werden Spanner eingesetzt, die auf eine Spannschiene wirken, um das Zugmittel auszulenken.
- Solche Spannschienen und Zugmitteltriebe werden in Verbrennungskraftmaschinen von Pkws, Lkws, aber auch anderen luft-, land- oder wassergebundenen Fahrzeugen eingesetzt.
- Aus der
DE 20 2007 012761 U1 ist bspw. ein Kettentrieb-Modul mit sichernder Spann- oder Gleitschiene bekannt. Die Spannschiene ist dabei um ein Gelenk schwenkbar angeordnet. - Aus der
DE 10 2006 019 539 A1 ergibt sich eine Spannschiene für einen Kettentrieb. Die Spannschiene ist um eine Längsachse drehbar gelagert, mit einer Bohrung, durch die die Schwenkachse zentrisch verläuft. In der Bohrung der Spannschiene ist zwischen dem Lagerelement und der Spannschiene ein Klemmkörper angeordnet. Der Klemmkörper sperrt bei Drehung der Spannschiene in eine erste Richtung die Drehung; bei Drehungen in eine zweite der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung rutscht der Klemmkörper auf dem Lagerelement durch. Einen Freilauf zeigt dieFR 823 827 A - Spannschienen werden üblicherweise über hydraulische Spanner oder mechanische Spanner ausgelenkt. Die mechanischen Spanner haben den Vorteil, dass sie besonders kostengünstig sind. Es soll jedoch verhindert werden, dass Schläge oder Stöße, die von dem Zugmittel auf die Spannschiene übertragen werden, zu einem Verschwenken der Spannschiene entgegen der Kraft des Spanners führen. Trotzdem soll der Verschleiß kontinuierlich nachstellbar sein.
- Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannschiene in puncto der Nachteile des Standes der Technik zu verbessern, kontinuierlich nachstellbar sein, kostengünstig produzierbar und ausfallsicher sein.
- Offenbarung der Erfindung
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Ausnehmung der Spannschiene zwischen dem Lagerelement und der Spannschiene ein Klemmkörper so angeordnet ist, dass er bei Drehung der Spannschiene in eine erste Richtung sperrend die Drehung unterbindet und bei Drehung in eine zweite der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung auf dem Lagerelement durchrutscht.
- Auf diese Weise kann ein einfach aufgebauter mechanischer Spanner genutzt werden, weswegen der Motorölverbrauch gesenkt werden kann und die Ölpumpenleistung verringert werden kann. Dies führt zu einer Reduktion der Kosten. Gleichzeitig ist die Spannschiene geeignet, in Zusammenwirkung mit einem mechanischen Spanner in einen Zugmitteltrieb integriert zu werden, der dann für Start-Stopp-Anwendungen gut geeignet ist.
- Der Klemmkörper weist zumindest einen radial auslenkbaren Vorsprung auf. Somit ist einerseits der Verschleiß kontinuierlich nachstellbar und andererseits ein Rückstellen der Spannschiene unter Ausnutzung einer Reibwirkung effizient unterbindbar.
- Der Vorsprung ist als Rampe ausgebildet und auf einer Lasche des Klemmkörpers befindlich. Somit kann einerseits eine Federwirkung der Lasche ausgenutzt werden und andererseits ein gleichmäßig fortschreitendes Feststellen des Klemmkörpers auf dem an einem externen Bauelement angebrachten Lagerelement erreicht werden.
- Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
- So ist es von Vorteil, wenn der Klemmkörper das vorzugsweise als Hülse oder Bundschraube ausgebildete Lagerelement zumindest teilweise oder vollständig umgreift. Auf diese Weise ist ein stufenloses Rastsystem realisierbar.
- Auch ist es von Vorteil, wenn der Klemmkörper in direkter Anlage mit der Spannschiene und/oder dem Lagerelement befindlich ist. Auf aufwändige, teure und schwieriger zu montierende Elemente kann dadurch verzichtet werden und die Kraftübertragung zwischen den einzelnen Elementen ist ungestört möglich.
- Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn der Klemmkörper einen geschlossenen Querschnitt aufweist. Die Montage wird dadurch erleichtert und zu jeglichem Zeitpunkt kann eine Klemmwirkung erreicht werden. Auch ist ein Verschieben der sonst einzeln ausgebildeten Klemmkörperelemente verhindert. Trotzdem ist es möglich, den Klemmkörper in mehrere Einzelteile aufzuteilen, bspw. in zwei Halbschalen.
- Wenn eine Vielzahl von gleichartigen, federnd gelagerten und/oder gleichsinnigen Rampen auf dem Umfang des Klemmkörpers verteilt ist, so kann die Höhe jeder einzelnen Rampe relativ gering ausgebildet werden, da die Kräfte sich auf mehrere Rampen verteilen. Der Bauraum lässt sich dann effizienter nutzen.
- Als vorteilhaft hat es sich ferner herausgestellt, wenn die Spannschiene im Bereich der Innenwandung der Ausnehmung einen schrägen Abschnitt aufweist, der zwischen einem größeren Durchmesserbereich der Ausnehmung und einem kleineren Durchmesserbereich der Ausnehmung verläuft. Ein gleichschenkliges Aufgleiten der Rampe an einem gegengleich ausgebildeten schrägen Abschnitt bewirkt dann eine gute Klemmwirkung zwischen dem Körper und dem Lagerelement einerseits und einen Formschluss zwischen der Spannschiene und dem Klemmkörper andererseits. Während somit zwischen dem Klemmkörper und der Spannschiene ein Formschluss vorliegt, liegt im Blockierzustand, d.h. im klemmenden Zustand, zwischen dem Klemmkörper und dem Lagerelement ein Kraftschluss vor.
- Um einen bestimmten vordefinierten Rückhub der Spannschiene entgegen der von dem Spanner aufgebrachten Kraft zu erlauben, ist es von Vorteil, wenn ein größerer Durchmesserbereich eine vordefinierte Länge, über den Umfang der Ausnehmung gesehen, aufweist und vorzugsweise an einem ersten Ende an eine radial nach innen ragende Wand grenzt und an einem zweiten Ende an den schrägen Abschnitt grenzt.
- Die Erfindung betrifft auch einen Zugmitteltrieb mit einer Spannschiene, wie vorstehend erläutert, sowie mit einem Zugmittel und einem vorzugsweise mechanischen Spanner. Neben dem Einsatz von mechanischen Spannern bleibt aber auch der Einsatz durch hydraulische Spanner möglich, was die Variabilität im Einsatz der Spannschiene und in der Ausgestaltung des Zugmitteltriebes erleichtert.
- Die Erfindung ist nachstehend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, wobei sie ein Ausführungsbeispiel zeigt. Es zeigen:
-
1 eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen Spannschiene und -
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Spannschiene aus1 . - Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen versehen.
- In
1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannschiene1 dargestellt. Die Spannschiene1 kann um eine Schwenkachse2 bei Anbringung im Zugmitteltrieb schwenken. Zu diesem Zweck weist die Spannschiene1 eine Ausnehmung3 auf. - Die Schwenkachse
2 verläuft in der Ausnehmung3 zentrisch. Die Ausnehmung3 ist im Wesentlichen kreisrund ausgestaltet, weist jedoch einen ersten Durchmesser4 und einen zweiten Durchmesser5 auf. Der erste Durchmesser4 ist größer als der zweite Durchmesser5 . - Die Spannschiene
1 wird von einer nicht dargestellten Feder in Richtung des Pfeiles6 ausgelenkt. - Der erste Durchmesser
4 geht in Auslenkrichtung6 der Spannschiene1 in einen schrägen Abschnitt7 über. Der schräge Abschnitt7 verbindet somit den ersten Durchmesser4 und den zweiten Durchmesser5 . In Auslenkrichtung6 gesehen, verbleibt der zweite Durchmesser5 eine Weile auf dieser Größe, bis eine sich radial erstreckende Wand8 wieder zum größeren ersten Durchmesser4 führt. Zwischen der Wand8 und dem schrägen Abschnitt7 ist ein Leerraum9 vorhanden. Dieser Leerraum9 ist gleichmäßig über den Umfang der Ausnehmung3 verteilt, insbesondere viermal vorhanden. Auch andere Anzahlen von Leerräumen9 sind möglich, bspw. zwei, sechs, acht oder sechzehn. - Innerhalb der Ausnehmung
3 , an der Spannschiene1 anliegend, ist ein Klemmkörper10 vorhanden. Der Klemmkörper10 weist zumindest einen Vorsprung11 , in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aber vier Vorsprünge11 auf. - Jeder der Vorsprünge
11 ist als Rampe ausgebildet. Die Rampe weist dieselbe Neigung wie der schräge Abschnitt7 auf. - Radial innerhalb des Klemmkörpers
10 ist ein Lagerelement12 vorhanden, was sich relativ zur Spannschiene1 nicht mit dreht. Das Lagerelement12 ist entweder als Hülse oder als Bundschraube ausgebildet. Das Lagerelement12 und der Klemmkörper füllen somit überwiegend die Ausnehmung3 aus. - Der Aufbau des Klemmkörpers
10 ist auch in2 gut zu erkennen. So weist der Klemmkörper10 an seinen beiden axialen Enden je eine Lasche13 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Klemmkörper10 auf Seiten des einen axialen Endes vier Laschen13 auf und an dem anderen axialen Ende ebenfalls vier Laschen auf. Es ist jedoch, wie schon erläutert, möglich, eine andere Anzahl von Laschen13 und Vorsprüngen11 einzusetzen. - Der Klemmkörper
10 weist auch einen Grundkörper14 auf, welcher im Querschnitt geschlossen ist. Die Laschen13 sind über radial angeordnete Schlitze15 und axial ausgerichtete Schlitze16 teilweise von diesem Grundkörper14 und/oder anderen Laschen13 getrennt. Die Laschen13 hängen also nur mit einem kleinen Verbindungsbereich17 am Grundkörper14 . - Die Innenseite des Klemmkörpers
10 liegt flächig auf der Außenseite des Lagerelementes12 an. - Wird nun die Spannschiene
1 durch die Feder in Richtung des Pfeiles6 gedreht, so nehmen die Wände8 , wie in1 gut zu erkennen, die Vorsprünge11 mit, so dass sich der Klemmkörper10 zusammen mit der Spannschiene1 in Richtung der Auslenkrichtung6 dreht. Dabei rutscht der Klemmkörper10 über das Lagerelement12 . - Wird die Auslenkung entgegen der Richtung des Pfeiles
6 durchgeführt, so drücken nach einer kurzen Zeit, der bestimmt ist durch die Umfangslänge der Leerräume9 , der schräge Abschnitt7 und der dann nachfolgende kleinere zweite Durchmesser5 die Vorsprünge11 des Klemmkörpers10 in Richtung des Lagerelementes12 , so dass die Reibkräfte zwischen dem Klemmkörper10 und dem Lagerelement12 erhöht werden. Dies geht soweit, dass die Klemmkräfte größer als die Auslenkkräfte entgegen der Richtung6 sind und zu einer Beendigung der Drehbewegung führen, und zwar mittels Blockierens. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Spannschiene
- 2
- Schwenkachse
- 3
- Ausnehmung
- 4
- erster Durchmesser (größerer Durchmesser)
- 5
- zweiter Durchmesser (kleinerer Durchmesser)
- 6
- Pfeil / Auslenkrichtung eines Spanners
- 7
- schräger Abschnitt
- 8
- Wand
- 9
- Leerraum
- 10
- Klemmkörper
- 11
- Vorsprung
- 12
- Lagerelement
- 13
- Lasche
- 14
- Grundkörper
- 15
- Schlitz (radial)
- 16
- Schlitz (axial)
- 17
- Verbindungsbereich
Claims (7)
- Spannschiene (1) für einen Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, die um eine Schwenkachse (2) drehbar gelagert ist, mit einer Ausnehmung (3), durch die die Schwenkachse (2) zentrisch verläuft, wobei die Spannschiene (1) zum Auslenken eines Zugmittels ausgelegt ist, und mit einem in der Ausnehmung (3) angeordnetem Lagerelement (12), das an einem relativsystemfesten Bauteil, etwa einem Motorblock oder einem Gehäusebauteil, angebracht ist, wobei in der Ausnehmung (3) der Spannschiene (1) zwischen dem Lagerelement (12) und der Spannschiene (1) ein Klemmkörper (10) so angeordnet ist, dass er bei Drehung der Spannschiene (1) in eine erste Richtung sperrend die Drehung unterbindet und bei Drehungen in eine zweite der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung (6) auf dem Lagerelement (12) durchrutscht, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkörper (10) zumindest einen radial auslenkbaren Vorsprung (11) aufweist, wobei der Vorsprung (11) als Rampe ausgebildet ist und auf einer Lasche (13) des Klemmkörpers (10) befindlich ist.
- Spannschiene (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkörper (10) das vorzugsweise als Hülse oder Bundschraube ausgebildete Lagerelement (12) zumindest teilweise oder vollständig umgreift. - Spannschiene (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkörper (10) in direkter Anlage mit der Spannschiene (1) und/oder dem Lagerelement (12) befindlich ist.
- Spannschiene (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkörper (10) einen geschlossenen Querschnitt aufweist.
- Spannschiene (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von gleichsinnigen Rampen auf dem Umfang des Klemmkörpers (10) verteilt ist.
- Spannschiene (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschiene (1) im Bereich einer Innenwandung der Ausnehmung (3) einen schrägen Abschnitt (7) aufweist, der zwischen einem größeren Durchmesserbereich (4) der Ausnehmung (3) und einem kleineren Durchmesserbereich (5) der Ausnehmung (3) verläuft.
- Spannschiene (1) nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass der größere Durchmesserbereich (4) eine vordefinierte Länge über den Umfang der Ausnehmung (3) gesehen aufweist und an einem ersten Ende an eine radial nach innen ragende Wand (8) grenzt und an einem zweiten Ende an den schrägen Abschnitt (7) grenzt.
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