DE102011007155B4

DE102011007155B4 - Spannschiene mit stufenlosem Rastsystem

Info

Publication number: DE102011007155B4
Application number: DE102011007155.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Hartmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2020-02-13
Anticipated expiration: 2031-04-12
Also published as: DE102011007155A1; CN102734406A; CN102734406B

Abstract

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.

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 die FR 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 aus 1.

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 Spannschiene 1 dargestellt. Die Spannschiene 1 kann um eine Schwenkachse 2 bei Anbringung im Zugmitteltrieb schwenken. Zu diesem Zweck weist die Spannschiene 1 eine Ausnehmung 3 auf.
Die Schwenkachse 2 verläuft in der Ausnehmung 3 zentrisch. Die Ausnehmung 3 ist im Wesentlichen kreisrund ausgestaltet, weist jedoch einen ersten Durchmesser 4 und einen zweiten Durchmesser 5 auf. Der erste Durchmesser 4 ist größer als der zweite Durchmesser 5.
Die Spannschiene 1 wird von einer nicht dargestellten Feder in Richtung des Pfeiles 6 ausgelenkt.
Der erste Durchmesser 4 geht in Auslenkrichtung 6 der Spannschiene 1 in einen schrägen Abschnitt 7 über. Der schräge Abschnitt 7 verbindet somit den ersten Durchmesser 4 und den zweiten Durchmesser 5. In Auslenkrichtung 6 gesehen, verbleibt der zweite Durchmesser 5 eine Weile auf dieser Größe, bis eine sich radial erstreckende Wand 8 wieder zum größeren ersten Durchmesser 4 führt. Zwischen der Wand 8 und dem schrägen Abschnitt 7 ist ein Leerraum 9 vorhanden. Dieser Leerraum 9 ist gleichmäßig über den Umfang der Ausnehmung 3 verteilt, insbesondere viermal vorhanden. Auch andere Anzahlen von Leerräumen 9 sind möglich, bspw. zwei, sechs, acht oder sechzehn.
Innerhalb der Ausnehmung 3, an der Spannschiene 1 anliegend, ist ein Klemmkörper 10 vorhanden. Der Klemmkörper 10 weist zumindest einen Vorsprung 11, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aber vier Vorsprünge 11 auf.
Jeder der Vorsprünge 11 ist als Rampe ausgebildet. Die Rampe weist dieselbe Neigung wie der schräge Abschnitt 7 auf.
Radial innerhalb des Klemmkörpers 10 ist ein Lagerelement 12 vorhanden, was sich relativ zur Spannschiene 1 nicht mit dreht. Das Lagerelement 12 ist entweder als Hülse oder als Bundschraube ausgebildet. Das Lagerelement 12 und der Klemmkörper füllen somit überwiegend die Ausnehmung 3 aus.
Der Aufbau des Klemmkörpers 10 ist auch in 2 gut zu erkennen. So weist der Klemmkörper 10 an seinen beiden axialen Enden je eine Lasche 13 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Klemmkörper 10 auf Seiten des einen axialen Endes vier Laschen 13 auf und an dem anderen axialen Ende ebenfalls vier Laschen auf. Es ist jedoch, wie schon erläutert, möglich, eine andere Anzahl von Laschen 13 und Vorsprüngen 11 einzusetzen.
Der Klemmkörper 10 weist auch einen Grundkörper 14 auf, welcher im Querschnitt geschlossen ist. Die Laschen 13 sind über radial angeordnete Schlitze 15 und axial ausgerichtete Schlitze 16 teilweise von diesem Grundkörper 14 und/oder anderen Laschen 13 getrennt. Die Laschen 13 hängen also nur mit einem kleinen Verbindungsbereich 17 am Grundkörper 14.
Die Innenseite des Klemmkörpers 10 liegt flächig auf der Außenseite des Lagerelementes 12 an.
Wird nun die Spannschiene 1 durch die Feder in Richtung des Pfeiles 6 gedreht, so nehmen die Wände 8, wie in 1 gut zu erkennen, die Vorsprünge 11 mit, so dass sich der Klemmkörper 10 zusammen mit der Spannschiene 1 in Richtung der Auslenkrichtung 6 dreht. Dabei rutscht der Klemmkörper 10 über das Lagerelement 12.
Wird die Auslenkung entgegen der Richtung des Pfeiles 6 durchgeführt, so drücken nach einer kurzen Zeit, der bestimmt ist durch die Umfangslänge der Leerräume 9, der schräge Abschnitt 7 und der dann nachfolgende kleinere zweite Durchmesser 5 die Vorsprünge 11 des Klemmkörpers 10 in Richtung des Lagerelementes 12, so dass die Reibkräfte zwischen dem Klemmkörper 10 und dem Lagerelement 12 erhöht werden. Dies geht soweit, dass die Klemmkräfte größer als die Auslenkkräfte entgegen der Richtung 6 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

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.