DE102012021243A1

DE102012021243A1 - Spannschiene mit extrudiertem Druckstück

Info

Publication number: DE102012021243A1
Application number: DE201210021243
Authority: DE
Inventors: Franz Wach
Original assignee: Iwis Motorsystem GmbH and Co KG
Current assignee: Iwis Motorsystem GmbH and Co KG
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannschiene für ein Endlostriebmittel mit einem Tragkörper, mit einer an dem Tragkörper angeordneten Gleitfläche für den Kontakt mit dem Endlostriebmittel aufweist, und mit einem an dem Tragkörper angeordneten Druckstück, das einen Andrückbereich für den Kontakt mit einer Spannvorrichtung aufweist. Das Druckstück ist dabei als ein Abschnitt eines extrudierten Profilstrangs ausgebildet. Des Weiteren umfasst die Erfindung einen Kettentrieb mit einer solchen Spannschiene sowie ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Spannschiene mittels dem Herstellen eines extrudierten Profilstrangs und dem Abtrennen eines Druckstücks von dem Profilstrang.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannschiene für ein Endlostriebmittel, insbesondere für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotor, mit einem Tragkörper, mit einer an dem Tragkörper angeordneten Gleitfläche für den Kontakt mit dem Endlostriebmittel aufweist, und mit einem an dem Tragkörper angeordneten Druckstück, das einen Andrückbereich für den Kontakt mit einer Spannvorrichtung aufweist. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen Kettentrieb mit einer solchen Spannschiene sowie ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Spannschiene.
Spannschienen werden in Verbindung mit entsprechenden Spannvorrichtungen überall dort eingesetzt, wo Riemen- oder Kettentriebe unter einer gewissen Vorspannung gehalten werden. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet sind dabei Kettentriebe an Verbrennungsmotoren, beispielsweise der Steuerkettentrieb der die Kurbelwelle mit der Nockenwelle verbindet. Dieser Einsatzbereich stellt hohe Anforderungen sowohl an die Festigkeit der Schienen als auch an die Gleit- und Verschleißeigenschaft im Kontaktbereich zum Endlostriebmittel und zu der die Vorspannung erzeugenden Spannvorrichtung, die üblicherweise als separater hydraulisch angetriebener Hydraulikspanner ausgebildet ist.
Spannschienen können auch als zweiteilige Elemente mit einem Tragkörper und einem an den Tragkörper angeordneten Gleitbelagkörper ausgeführt werden. Dabei ist der Tragkörper häufig mit einer Fachwerkstruktur versehen, die die Festigkeit der Spannschienen verbessert, und als Aluminium-Druckguss-Profil oder faserverstärktes Kunststoffprofil hergestellt. In Folge der unterschiedlichen Anforderungen an die Gleitfläche des Gleitbelagkörpers für den Kontakt mit dem Endlostriebmittel wird der Gleitbelagkörper in einem separaten Arbeitsschritt aus einem anderen Material hergestellt, das die gewünschten Gleit- und Führungseigenschaften zum Andrücken an ein Endlostriebmittel aufweist. Zusätzlich sind moderne und höher belastete Spannschienen am Tragkörper mit einem speziellen Andrückbereich für den Kontakt mit der Spannvorrichtung ausgestattet, um eine dauerhaft gute und verschleißarme Kraftübertragung von der Spannvorrichtung auf die Spannschiene zu gewährleisten. Bei speziellen Konstruktionen des Tragkörpers kann dieser Andrückbereich auch von einem an dem Tragkörper angeordneten separaten Druckstück bereitgestellt werden.
Aus der DE 296 02 917 U1 ist eine Spannschiene für einen Steuerkettentrieb bekannt, mit einem aus faserverstärkten Kunststoff ausgebildeten Tragkörper und einem Gleitbelagkörper aus reibungsarmen Kunststoff. Der Tragkörper und der Gleitbelagkörper werden getrennt voneinander als vorgefertigte Baueinheiten hergestellt und bei der Endmontage mittels Formschlusselementen mechanisch miteinander verbunden. Auch die DE 35 06 010 A1 beschreibt eine Spannschiene mit einem Gleitbelagkörper aus Kunststoff, der im Anlaufbereich der Kette mit einer Panzerung aus einem verschleißfesten reibungsarmen Hartstoff versehen ist. Dieser Gleitbelag wird von einem Tragkörper aus einer Aluminiumgusskonstruktion gehalten, die auch einen speziellen Andrückbereich für den Kontakt mit einer Spannvorrichtung aufweist. Die DE 10 2005 026 426 A1 zeigt eine besondere Spannschienenkonstruktion für einen Steuerkettentrieb mit einem Tragkörper, einem Gleitbelagkörper und einem an dem Tragkörper aufgesteckten Druckstück mit einem Andrückbereich für den Kontakt zu einem Kettenspanner. Eine weitere spezielle Spannschiene mit einem aufgeclipsten Druckstück zur Ausbildung eines Andrückbereichs zur Spannvorrichtung offenbart die DE 10 2007 014 668 A1 , wobei hier der Andrückbereich des Druckstücks mit einer Verschleißschutzschicht versehen ist.
Solche aus hochwertigen belastungsfähigen Kunststoffen hergestellte Druckstücke werden in besonderen Formen separat von dem Tragkörper und dem Gleitbelagkörper der Spannschiene in Spritzgießtechnik hergestellt und mit einer aufwändigen Verclipsung am Tragkörper befestigt, um einen über die Betriebszeit der Spannschiene sicheren Sitz zu gewährleisten.
Obwohl sich viele der im Stand der Technik bekannten Konstruktionen für Spannschienen im Einsatz gut bewährt haben, besteht durch den allgemeinen Innovationsdruck im Bereich der Automobilindustrie kontinuierliche Bestrebungen, die Konstruktionen zu verbessern und an die steigenden Anforderungen anzupassen. Außerdem handelt es sich bei Spannschienen um Massenprodukte, bei denen im Hinblick auf hohe Stückzahlen ständig die Notwendigkeit besteht, eingesetzte Konstruktionen durch kostengünstigere oder synergetische Konzepte zu ersetzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Spannschienenkonstruktion sowie ein entsprechendes Verfahren zur kostengünstigen Herstellung einer Spannschiene bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Druckstück ein Abschnitt eines extrudierten Profilstranges ist. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Konstruktionen von Spannschienen für Endlostriebmittel, bei denen der Andrückbereich für den Kontakt mit einer Spannvorrichtung direkt an der der Gleitfläche abgewandten Rückseite des Tragkörpers oder durch ein aufgeclipstes Spritzguss-Druckstück ausgebildet ist, nutzt die vorliegende Erfindung einen vollständig anderen Weg, indem das Druckstück ein Abschnitt eines extrudierten Profilstranges ist, der in einem ersten Schritt mittels eines Extrusionsverfahrens hergestellt wird und erst in einem zweiten Schritt das Druckstück von diesem extrudierten Profilstrang abgetrennt wird. Im Gegensatz zu einem Spritzguss-Druckstück, für das jeweils eine spezielle Spritzgießform hergestellt werden muss, wird bei der Extrusion eines Profilstranges lediglich ein Extrusionsmundstück benötigt. Aus dem extrudierten Profilstrang lassen sich Druckstücke unterschiedlicher Länge für verschiedene Einsatzzwecke herstellen. Dabei ist der Profilstrang mittels eines einfachen kostengünstigen Extrusionsverfahrens, auch Strangpressen genannt, hergestellt. Neben diesen gängigen Verfahren können solche dünnwandige und strukturierte Profilstränge auch durch Extrusionsspritzgießen bzw. mit einem Extinktionsverfahren hergestellt werden, mit dem auch zähfließende Thermoplaste auf verhältnismäßig kleinen Spritzgießmaschinen mit geringer Fließkraft verarbeitet werden können. Extrudierte Profilstränge können relativ preiswert bereitgestellt werden und in dieser Form präzise und funktionsgeeignet für die Anwendung als Druckstück bereitgestellt werden. Weiter können extrudierte Profilstränge einfach gelagert und später bei der Produktion der Spannschiene bereitgestellt werden. Eine Lagerhaltung unterschiedlicher spezieller Druckstücke in Kisten sowie ein Vereinzeln der Bauteile vor dem Montieren ist somit nicht notwendig. Die extrudierten Profilstränge können für die Druckstücke unterschiedlicher Tragkörper verwendet werden, so dass auf mehrere unterschiedliche Druckstück-Spritzgießformen für verschiedene Tragkörper verzichtet werden kann. Weiterhin ist es möglich, spezielle Druckstücke aus anderen Materialen oder mit besonderen Oberflächen herzustellen, ohne zusätzliche Werkzeugkosten zu generieren. Auch eine Nutzung der Druckstücke für einteilige Spannschienen mit einer an dem Tragkörper ausgebildeten Gleitfläche ist in erfindungsgemäßer Weise möglich.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Tragkörper auf der der Gleitfläche abgewandten Rückseite angrenzend an das Druckstück mindestens einen Sicherungsvorsprung aufweist. Ein solcher Sicherungsvorsprung ermöglicht eine einfache und sichere Fixierung des Druckstücks am Tragkörper. Eine optionale Ausgestaltung des Sicherungsvorsprungs als Rastelement ermöglicht zusätzlich eine leichte und schnelle Montage. Je nach Konstruktion des Tragkörpers und des Druckstücks sowie der Montage des Druckstücks am Tragkörper kann sich der Sicherungsvorsprung nur zum Teil oder auch vollständig über die Rückseite des Tragkörpers erstrecken und gegebenenfalls als Tasche mit seitlicher Begrenzung ausgebildet sein, um gleichzeitig auch ein seitliches Verschieben des Druckstücks zu verhindern. Zweckmäßigerweise kann der Tragkörper angrenzend an beide längsseitigen Stirnseiten des Druckstücks jeweils mindestens einen Sicherungsvorsprung aufweisen, um eine einfache Montage des Druckstücks am Tragkörper zu ermöglichen.
Für einen festen Sitz des Druckstücks am Tragkörper der Spannschiene kann der Tragkörper auf der der Gleitfläche abgewandten Rückseite eine Druckstückaufnahme zur Anordnung des Druckstücks an dem Tragkörper aufweisen, wobei die Druckstückaufnahme konvex nach außen gewölbt ist. Alternativ kann die Druckstückaufnahme auch konkav ausgebildet oder gerade vorgespannt sein. Die konvex nach außen gewölbte Druckstückaufnahme ermöglicht trotz einer weiterhin leichten Montierbarkeit des Druckstücks einen besseren Halt durch die Vorspannung des im Wesentlichen gerade extrudierten Druckstücks in der konvex nach außen gewölbten Druckstückaufnahme. Diese Vorspannung verhindert ein Flattern und Klappern des Druckstücks und ermöglicht so auch nach langen Betriebszeiten eine direkte Druckübertragung von der Spannvorrichtung auf den Tragkörper.
Um eine dauerhaft sichere Positionierung des Druckstücks an dem Tragkörper zu realisieren, kann der Tragkörper auf der der Gleitfläche abgewandten Rückseite eine Druckstückaufnahme zur Anordnung des Druckstücks an dem Tragkörper aufweisen, die gegenüber der Oberfläche der Rückseite zurückversetzt ist. Dadurch wird eine Exponierung des Druckstücks an dem Tragkörper und entsprechend eine höhere Belastung sowie ein erhöhtes Risiko der Beschädigung während des Betriebs vermieden.
Eine vorteilhafte Ausbildung sieht vor, dass der Tragkörper seitlich des Druckstücks mindestens eine Seitenwange aufweist, die ein seitliches Verschieben des Druckstücks verhindert. Das Vorsehen mindestens einer Seitenwange, die gegenüber der Anlagefläche des Druckstücks am Tragkörper in Richtung der Spannvorrichtung vorsteht, ermöglicht in einer einfachen und kostengünstigen Konstruktion eine seitliche Sicherung des Druckstücks am Tragkörper. Dabei sind bevorzugt an beiden Längsseiten des Druckstücks am Tragkörper jeweils eine Seitenwange vorgesehen, um eine Sicherung gegen ein seitliches Verschieben des Druckstücks zu beiden Längsseiten zu ermöglichen. Hierbei können die Seitenwangen aus Montagegründen in Längsrichtung des Tragkörpers zueinander versetzt angeordnet sein.
Eine alternative Konstruktion zur seitlichen Sicherung des Druckstücks sieht vor, dass das Druckstück mindestens einen Seitenführungsabschnitt aufweist, wobei der mindestens eine Seitenführungsabschnitt an der Unterseite des Druckstücks vorsteht oder einschneidet, um ein seitliches Verschieben des Druckstücks gegenüber dem Tragkörper zu verhindern. Dadurch werden zusätzliche Sicherungsbauteile gegen ein seitliches Verschieben des Druckstücks am Tragkörper vermieden. Neben einem an der Unterseite des Druckstücks in Längsrichtung vorstehenden Steg oder einer zurückversetzten Nut kann das Druckstück auch an den in Längsrichtung des Tragkörpers verlaufenden beiden Längsseiten jeweils Seitenführungsabschnitte aufweisen, die an der Unterseite des Druckstücks in Richtung z. B. eines Gleitbelagkörpers gegenüber dem Tragkörper vorstehen.
Eine günstige Ausführungsform sieht vor, dass das Kunststoffmaterial des Druckstücks in Längsrichtung des Tragkörpers ausgerichtet ist. Bei einer Herstellung des Profilstrangs und damit auch des Druckstücks in Längsrichtung des Tragkörpers, in der sich bei einem Betrieb der Spannschiene die Spannvorrichtung über den Andrückbereich des Druckstücks bewegt, können lange Stangen des Extrudierprofilstranges mittels einer kontinuierlichen Extrusion hergestellt werden und einfach gelagert werden. Die Herstellung des extrudierten Profilstranges in Längsrichtung des Tragkörpers verhindert durch die Ausrichtung des Materials Schwachstellen wie Extrusionsnähte oder Bereiche mit degeneriertem Kunststoffmaterial in Querrichtung des Druckstücks und vermeidet so einen höheren Ausschuss oder einen vorzeitigen Ausfall der Spannschiene.
Des Weiteren kann das Druckstück als Abschnitt des extrudierten Profilstranges aus einem technischen Thermoplast hergestellt sein. Technische Thermoplaste weisen neben einer guten Extrusionsfähigkeit und guten mechanischen Eigenschaften für eine sichere dauerhafte Druckübertragung von der Spannvorrichtung auf den Tragkörper auch niedrige Reibungsbeiwerte auf, die für ein gutes Gleitverhalten bei gleichzeitig geringem Verschleiß im Kontaktbereich zwischen Spannvorrichtung und Andrückbereich des Druckstücks sorgen. Neben herkömmlichen Polyamiden, z. B. PA 66 oder PA 46, können auch Polyphtalamide, insbesondere faserverstärkt, als technisches Thermoplast für die Extrusion eines Profilstranges zum Bereitstellen von Druckstücken eingesetzt werden.
Eine besondere Ausgestaltung sieht vor, dass das Druckstück in dem Andrückbereich, auf der der Spannrichtung zugewandten Oberfläche, eine Entlüftungsnut aufweist. Je nach Konstruktion weisen die üblicherweise eingesetzten hydraulischen Spannvorrichtungen an der am Druckstück anliegenden Stirnseite des Spannkolbens eine Ölaustrittsbohrung auf, die sowohl zur Entlüftung als auch zur Regulierung der Spannerhydraulik oder Schmierung des Aufdrückbereichs eine erhebliche Menge an Hydrauliköl abgibt, die über die Entlünftungsnut schnell und sicher abgeführt werden kann.
Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen Kettentrieb, insbesondere einen Steuerkettentrieb eines Verbrennungsmotors, mit einem Antriebskettenrad und mindestens einem Abtriebskettenrad, mit einer um das Antriebskettenrad und das mindestens eine Abtriebskettenrad herumgelegte Gelenkkette sowie mit einer an der Gelenkkette anliegenden Spannschiene nach einem der vorstehenden Ausführungsformen. Neben einer Steigerung der Betriebszeiten und einer Reduzierung des Verschleißes des Andrückbereichs für den Kontakt mit einer Spannvorrichtung ermöglicht die besondere Konstruktion der Spannschiene Kostenvorteile durch die Vereinfachung der Produktion und die Nutzung von Synergieeffekten.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Spannschiene für ein Endlostriebmittel, insbesondere für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors, mit einem Tragkörper, einer an dem Tragkörper angeordneten Gleitfläche und einem an dem Tragkörper angeordneten Druckstück, mit den Verfahrensschritten: Herstellen eines extrudierten Profilstranges und Abtrennen eines Druckstücks von dem Profilstrang. Im Gegensatz zu den bisher zur Herstellung von separaten Druckstücken für Spannschienen eingesetzten Spritzgieß-Verfahren, bei denen die einzelnen Druckstücke in einer für die spezielle Spannschiene hergestellten Form gespritzt werden, verfolgt die vorliegende Erfindung einen vollständig anderen Weg, indem zunächst ein Profilstrang extrudiert wird und dieser Profilstrang erst in einem zweiten Schritt in einzelne Druckstücke aufgetrennt wird, so dass dann die einzelnen Druckstücke an einem entsprechenden Tragkörper angeordnet werden können. Neben der Reduzierung der Herstellungskosten kann dieses Verfahren auch die Lagerkosten reduzieren, da die Profilstränge im Ganzen gelagert werden können und erst kurz vor der eigentlichen Montage der Spannschiene in Einzeldruckstücke getrennt werden müssen. Die präzise und funktionsgerecht herstellbaren Profilstränge können den Ausschuss bei der Herstellung von Druckstücken deutlich reduzieren. Darüber hinaus können die extrudierten Profilstränge für verschiedene Tragkörper genutzt werden, so dass auf mehrere verschiedene Spritzgießformen für unterschiedliche Tragkörper verzichtet werden kann. Weiter ist es möglich, spezielle Druckstücke aus anderen Materialien oder mit anderen Oberflächen herzustellen, ohne zusätzliche Werkzeugkosten zu generieren. Je nach Form der Druckstückaufnahme und den Anforderungen an das Druckstück können die vereinzelten Druckstücke nach dem Abtrennen von dem Profilstrang zur Anpassung an den Tragkörper nachbearbeitet werden.
Bevorzugt kann der Profilstrang in Längsrichtung des Tragkörpers hergestellt werden. Die Herstellung des Profilstranges bzw. der einzelnen Druckstücke in Längsrichtung des Tragkörpers verbessert die Gleit- und Verschleißeigenschaft des Druckstücks und verhindert gleichzeitig Schwachstellen wie Extrusionsnähte oder Bereiche mit degeneriertem Kunststoffmaterial in Querrichtung des Druckstücks und vermeidet so einen höheren Ausschuss oder einen vorzeitigen Ausfall der Spannschiene.
Zur weiteren Reduzierung der Kosten bei der Herstellung der Spannschiene kann ein an dem Tragkörper angeordneter Gleitbelagkörper und das an dem Tragkörper angeordnete Druckstück aus demselben Profilstrang hergestellt werden. Die Nutzung des extrudierten Profilstranges zur Bereitstellung des Gleitbelagkörpers und des Druckstücks einer Spannschiene erschließt zusätzliche Synergien und ermöglicht eine weitere Reduzierung der Lagerkosten. Dabei müssen die Druckstücke und der Gleitbelagkörper entsprechend dem Einsatz an der Spannschiene unterschiedlich abgelängt werden und gegebenenfalls zur Anpassung an die zugeordnete Oberfläche des Tragkörpers nachbearbeitet werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt zur Montage des Druckstücks an dem Tragkörper kann das Druckstück gebogen bzw. vorgespannt auf eine zugeordnete konvexe Druckstückaufnahme des Tragkörpers aufgesteckt oder aufgeschoben werden, um das Druckstück an dem Tragkörper zu montieren. Dabei kann die Montage des Druckstücks auf einer konvexen Druckstückaufnahme, oder gegebenenfalls auf einer geraden Druckstückaufnahme, sowohl durch ein Aufstecken des Druckstücks von oben auf die Rückseite oder durch ein seitlichen Aufschieben auf die Rückseite erfolgen. Diese nach dem Abtrennen des Druckstücks vom extrudierten Profilstrang und einer optionalen Nachbearbeitung des Druckstücks ausgeführte Montageschritte ermöglichen eine einfache und leichte Montage bei einer gleichzeitig sicheren Fixierung und einem festen Sitz des Druckstücks am Tragkörper.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Kettentriebs gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Spannschiene,
3a eine perspektivische Teilansicht des Tragkörpers aus 2,
3b eine Schnittansicht des Druckstücks aus 3a,
4 eine perspektivische Draufsicht auf eine weiteren Ausführungsform des Druckstücks aus 2,
5a eine perspektivische Ansicht des Tragkörpers und des Druckstücks aus 3a in einer Zusammenbauansicht,
5b eine Seitenansicht des Druckstücks in einer Montageposition,
6a eine seitliche Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannschiene,
6b eine Schnittansicht des Druckstücks aus 6a,
7 eine Schnittansicht durch den Tragkörper und das Druckstück aus 6a,
8a eine Seitenansicht des Tragkörpers und des Druckstücks aus 6a in einer ersten Zusammenbauansicht, und
8b eine Seitenansicht des Tragkörpers und des Druckstücks aus 6a in einer weiteren Zusammenbauansicht.
Der in 1 dargestellte Steuerkettentrieb 1 eines Verbrennungsmotors umfasst zwei obenliegende Nockenwellenräder 2.1 und 2.2, ein untenliegendes Kurbelwellenkettenrad 3, eine um diese herum geschlungene Steuerkette 4, eine Gleitschiene 5 zur Führung der Steuerkette 4 im Leertrum des Steuerkettentriebs 1 und eine schwenkbar angeordneten Spannschiene 6, die im Lasttrum des Steuerkettentriebs 1 auf die Steuerkette 4 drückt. Dabei wird die Spannschiene 6 mittels einer als hydraulischen betätigter Kettenspanner ausgebildeten Spannvorrichtung 8 an die Steuerkette 4 gedrückt. Die Spannvorrichtung 8 ist dabei bevorzugt an die Motorölhydraulik angeschlossen, so dass der Spannkolben 9 der Spannvorrichtung 8 auf den Andrückbereich 10 der schwenkbar angeordneten Spannschiene 6 auftrifft. Sowohl die Gleitschiene 5 als auch die Spannschiene 6 liegen mit den Gleitflächen ihrer Gleitbelagkörper 11 an der Außenseite der an ihnen entlang laufenden Steuerkette 4 an.
Die 2 zeigt eine vergrößerte perspektivische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Spannschiene 6 aus 1. Diese Spannschiene 6 ist dabei aus drei Bauteilen aufgebaut, einen zentralen Tragkörper 12, einen sich über die der Steuerkette 4 zugewandten Vorderseite des Tragkörpers erstreckenden Gleitbelagkörper 11 und einem an der Rückseite des Tragkörpers 12 angeordneten Druckstück 13, das den Andrückbereich 10 für den Kontakt mit der Spannvorrichtung 8 ausbildet. Der Tragkörper 12 weist eine untere Längsstrebe 14 und eine obere Längsstrebe 15 auf, die über Querstreben 16 zum Erzeugen einer Fachwerkstruktur miteinander verbunden sind. Die durch die untere Längsstrebe 14 und die obere Längsstrebe 15 sowie die Querstreben 16 begrenzten offenen Bereiche der Fachwerkstruktur sind zur Verbesserung der Stabilität von einer Mitteltrennwand unterbrochen. An dem in 2 am rechten Ende der Spannschiene 6 dargestellten Lagerende ist zwischen der unteren Längsstrebe 14 und den Querstreben 16 eine Schwenklagerhülse 17 eingeformt, während an dem dem Lagerende gegenüberliegenden Spannende der Spannschiene 6 in der unteren Längsstrebe 14 das Druckstück 13 angeordnet ist.
Der Gleitbelagkörper 11 weist eine nach oben gerichtete glatte Gleitfläche 18 auf, auf der die Steuerkette 4 entlanggleitet. An der Gleitfläche 18 sind in Längsrichtung seitliche Gleitführungsabschnitte 19 vorgesehen, die im Wesentlichen senkrecht von der Gleitfläche 18 vorstehen und eine seitliche Führung für die Steuerkette 4 bilden. Zur Befestigung des Gleitbelagkörpers 11 an dem Tragkörper 12 kann dabei der Gleitbelagkörper 11 auf die Vorderseite des Tragkörpers 12 aufgesteckt oder aufgeschoben werden und formschlüssig, adhäsiv oder mittels Rastelementen am Tragkörper 12 fixiert werden.
3a zeigt einen Ausschnitt einer perspektivischen Seitenansicht auf die Rückseite der Spannschiene 6 im Bereich des Spannendes. Das Druckstück 13 ist dabei in einer gegenüber der restlichen Oberfläche der Rückseite des Tragkörpers 12 entlang der unteren Längsstrebe 14 der Fachwerkstruktur des Tragkörpers 12 zurückversetzten Druckstückaufnahme 20 angeordnet. Dabei bewirkt die Positionierung des Druckstücks 13 in der zurückversetzten Druckstückaufnahme 20 einen Höhenausgleich des Andrückbereichs 10 des Druckstücks 13 mit der Oberfläche der Rückseite des Tragkörpers 12. Die Druckstückaufnahme 20 ist leicht konvex gebogen in Weiterführung der Form der Rückseite des Tragkörpers 12. Da das Druckstück 13 einen Abschnitt eines extrudierten Profilsstranges ist, weist das Druckstück 13 nach dem Abtrennen vom extrudierten Profilstrang eine gerade Form auf, so dass das Druckstück 13 nach der Montage in der konvex ausgeformten Druckstückaufnahme 20 unter einer Vorspannung steht. Die Querschnittsform des extrudierten Profilstranges bzw. des Druckstücks 13 ist in der Schnittansicht in 3b zu erkennen.
Zur Sicherung des Druckstücks 13 in der Druckstückaufnahme 20 sind an den in Längsrichtung des Tragkörpers 12 vorhandenen Stirnseiten der Druckstückaufnahme 20 Sicherungsvorsprünge 21 vorgesehen, die gegenüber der Oberfläche der Rückseite des Tragkörpers leicht vorstehen und sich über das Druckstück 13 bzw. die Druckstückaufnahme erstrecken. Diese Sicherungsvorsprünge 21 halten das gerade Druckstück 13 unter einer Vorspannung in der konvex gebogenen Druckstückaufnahme 20, wobei das Druckstück 13 im Wesentlichen vollständig die Druckstückaufnahme 20 in Längsrichtung ausfüllt, so dass das Druckstück 13 im Wesentlichen bewegungsfrei in der Druckstückaufnahme 20 angeordnet ist. Aus Montagegründen erstrecken sich die Sicherungsvorsprünge 21 im Wesentlichen nur an der hinteren Längsseite der Rückseite des Tragkörpers 12. Zur seitlichen Sicherung des Druckstücks sind Seitenwangen 22 vorgesehen, die radial gegenüber der Druckstückaufnahme 20 vorstehen und eine seitliche Bewegung des Druckstücks 13 in der Druckstückaufnahme 20 verhindern. Dabei sind aus Montagegründen an der in 3a hinten dargestellten Seitenwand des Tragkörpers 12 die Seitenwangen an den in Längsrichtung ausgebildeten Enden der Druckstückaufnahme 20 ausgeformt, während auf der in 3a dargestellten vorderen Seitenfläche die Seitenwange 22 mittig angeordnet ist.
Auf dem der Spannvorrichtung 8 zugewandten Andrückbereich 10 des Druckstücks 13 ist, wie in den 3a und 3b zu erkennen, eine Entlüftungsnut 23 vorgesehen, die sich in Längsrichtung des Tragkörpers 12 über den gesamten Andrückbereich 10 erstreckt. Über der Entlüftungsnut kann unabhängig von der Position des Spannkolbens 9 der Spannvorrichtung 8 auf dem Andrückbereich 10 des Druckstücks 13 der aus einer mittigen Entlüftungsbohrung (nicht gezeigt) des Spannkolbens 9 austretende Hydraulikölstrom sicher abgeführt werden.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform des Druckstücks 13, die im Bereich der Entlüftungsnut 23 eine Beölungsbohrung 24 aufweist. Über diese Beölungsbohrung 24 kann bei Spannvorrichtungen 8 ohne ein Ölaustritt an der Stirnseite des Spannkolbens 9 der Andrückbereich 10 des Druckstücks 13 mit Schmiermittel versorgt werden, so dass sich beim Kontakt zwischen Spannvorrichtung 8 und Druckstück 13 am Andrückbereich 10 ein Gleitfilm zur Reduktion des Verschleißes ausbildet. In dieser Draufsicht auf den Tragkörper 12 sind deutlich die Sicherungsvorsprünge 21 an der hinteren Längsseite der Rückseite des Tragkörpers 12 sowie das partielle Überstehen der Sicherungsvorsprünge 21 über den Andrückbereich 10 des Druckstücks 13 zu erkennen. Darüber hinaus ist in dieser Darstellung auch die seitliche und längsgerichtete Fixierung des Druckstücks 13 gut zu erkennen. Die Sicherungsvorsprünge 21 fixieren das Druckstück 13 in der konvex ausgeformten Druckstückaufnahme 20 und verhindern in Verbindung mit den Stirnseiten der Druckstückaufnahme 20 die Bewegung des Druckstücks 13 in Längsrichtung des Tragkörpers 12, während die versetzt zueinander angeordneten Seitenwangen 22 an der hinteren Längsseite und der vorderen Längsseite des Tragkörpers 12 im Bereich der Druckstückaufnahme 20 eine seitliche Bewegung des Druckstücks 13 in der Druckstückaufnahme 20 verhindern.
Die perspektivische Zusammenbauansicht in 5a zeigt die seitliche Montage des Druckstücks 13 in der Druckstückaufnahme 20 des Tragkörpers 12. Zum Zusammenbau des Druckstücks 13 und des Tragkörpers 12 wird das Druckstück 13 über die konvexe Form der Druckstückaufnahme 20 hinaus überbogen. Dazu kann, wie in 5b schematisch dargestellt, das Druckstück 13 mithilfe der Arme 25 eines Stiftgreifers (nicht gezeigt) erfasst werden, wobei die Gegenbewegung der in Längsrichtung des Druckstücks 13 äußeren Stiftgreifer-Arme 25 zu den von der Unterseite des Druckstücks 13 mittig angreifenden Stiftgreifer-Arms 25 zu einer Biegung des Druckstücks 13 führen. Diese konvexe Überbiegung des Druckstücks 13 ist im Verhältnis der konvexen Oberfläche der Druckstückaufnahme 20 so groß, dass das Druckstück 13 von der vorderen Längsseite her über die dort mittig angeordnete Seitenwange 22 hinweg seitlich in die Druckstückaufnahme 20 eingeschoben werden kann. Nach dem Aufschieben des Druckstücks 13 wird die Vorspannung der Stiftgreifer-Arme 25 auf das Druckstück 13 reduziert, so dass sich das Druckstück 13 in der vorgesehenen Position in der Druckstückaufnahme 20 zwischen Sicherungsvorsprüngen 21 und Seitenwangen 22 verklemmt und die Arme 25 des Stiftgreifers seitlich abgezogen werden können.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannschiene 6 mit einem separaten, extrudierten Druckstücks 13 ist in der seitlichen Teilansicht in 6a dargestellt. Auch hier wird wieder das Druckstück 13 durch zwei in Längsrichtung an den Stirnseiten der Druckstückaufnahme 20 vorgesehenen Sicherungsvorsprüngen 21 in der konvex ausgeformten Druckstückaufnahme 20 gehalten. Zur seitlichen Fixierung des Druckstücks 13 in der Druckstückaufnahme 20 sind, wie deutlich im Schnitt durch das Druckstück 13 in 6b gezeigt, Seitenführungsabschnitte 26 vorgesehen, die von der dem Andrückbereich 10 abgewandten Unterseite des Druckstücks 13 an den Längsseiten des Druckstücks 13 vorstehen. Diese Seitenführungsabschnitte 26 greifen im montierten Zustand des Druckstücks 13 in der Druckstückaufnahme 20 hinter zwei Stufen 27 ein, die an der hinteren und vorderen Längsseite der Druckstückaufnahme 20 am Übergang der Druckstückaufnahme 20 zu den hinteren und vorderen Längsseiten des Tragkörpers 12 vorgesehen sind. Wie in 6b gut zu erkennen, weist diese Ausführungsform eines Druckstücks 13 aus einem extrudierten Profilstrang auch wieder eine Entlüftungsnut 23 zur Verteilung und Abführung des Hydraulikmittels bzw. Motoröls auf.
Die Positionierung dieser weiteren Ausführungsform eines Druckstücks 13 in der Druckstückaufnahme 20 ist deutlich in der Schnittansicht durch den Tragkörper 12 und das Druckstück 13 in 7 zu erkennen. Die Seitenführungsabschnitte 26 stehen an der Unterseite des Druckstücks 13 vor und greifen in die Stufen 27 am Tragkörper 12 ein, so dass das Druckstück 13 keine seitliche Bewegungsfreiheit mehr hat. Oberhalb des Andrückbereichs 10 des Druckstücks 13 ist ein Sicherungsvorsprung 21 zu erkennen, der in dieser Ausführungsform mittig am Tragkörper 13 in den Andrückbereich 10 des Druckstücks 13 vorspringt und das Druckstück 13 in der Druckstückaufnahme 20 hält. Darüber hinaus ist an dieser Schnittansicht in 7 auch der Fachwerksaufbau des Tragkörpers 12 mit der unteren Längsstrebe 14, an der auch die Druckstückaufnahme 20 ausgebildet ist, sowie den Querstreben 16 und der die offenen Bereiche der Fachwerksstruktur unterbrechenden Mitteltrennwand erkennbar.
Der Zusammenbau dieser weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannschiene mit einem separaten Druckstück 13 aus einem extrudierten Profilstrang wird in den 8a und 8b dargestellt. Nach dem Abtrennen des Druckstücks 13 vom extrudierten Profilstrang entsprechend der Länge der Druckstückaufnahme 20 im Tragkörper 12 werden nach der in 8a dargestellten Zusammenbauansicht die beiden Enden des Druckstücks 13 in Längsrichtung über einen Montagestift 28 gebogen. Dabei ist zum Einführen des Druckstücks 13 in die konvex ausgebildete Druckstückaufnahme 20 eine starke Überbiegung des Druckstücks 13 gegenüber dem konvexen Radius der Druckstückaufnahme 20 notwendig ist. Nach der Überbiegung des Druckstücks 13 werden die längsseitigen Enden des Druckstücks in die Druckstückaufnahme 20 eingeführt, wobei die Enden des Druckstücks 13 an den in die Druckstückaufnahme 20 vorspringenden Sicherungsvorsprünge 21 vorbeigeführt werden müssen. Nach dem Einführen der Enden des Druckstücks 13 wird die Überbiegung des Druckstücks reduziert, so dass sich die Enden des Druckstücks 13 in Richtung der Stirnseiten der Druckstückaufnahme 20 entspannen, und das Druckstück 13 in Längsrichtung bereits von den Sicherungsvorsprüngen 21 in der Druckstückaufnahme 20 gehalten wird. Gleichzeitig mit der Entspannung des Druckstücks 13 greifen auch die Seitenführungsabschnitte 26 des Druckstücks 13 in die Tragkörper-Stufe 27 ein und sichern das Druckstück 13 gegen eine seitliche Bewegung. Nach der Entfernung des Montagestifts 28 passt sich das eigentliche gerade extrudierte Druckstück 13 der konvexen Form der Druckstückaufnahme 20 an und verbleibt, gesichert durch die Sicherungsvorsprünge 21 und die Seitenführungsabschnitte 26, unter einer Vorspannung in der Druckstückaufnahme 20.
Eine alternative Montage des überbogenen Druckstücks 13 in der Druckstückaufnahme 20 zeigt die Zusammenbauansicht in 8b. Nach dem Überbiegen des Druckstücks 13 werden nicht die beiden Enden gleichzeitig in die Druckstückaufnahme 20 eingeführt, sondern zunächst lediglich ein Ende des Druckstücks 13. Das zweite Ende des Druckstücks 13 wird erst in einem zweiten Schritt unter die Sicherungsvorsprünge 21 in die Druckstückaufnahme 20 eingeführt. Dieses schrittweise Einführen der beiden längsseitigen Enden des Druckstücks 13 erfordert im Vergleich zu einem gleichzeitigen Einfahren eine geringere Überbiegung des Druckstücks 13, da nur ein Sicherungsvorsprung 21 zur Zeit mit der Überbiegung des Druckstücks 13 überwunden werden muss. Nach der Montage des Druckstücks 13 ist auch in dieser Zusammenbauvariante das Druckstück 13 durch die Seitenführungsabschnitte 26 und die Sicherungsvorsprünge 21 in der Druckstückaufnahme 20 fixiert.
Die in den oben beschriebenen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Spannschiene verwendeten Druckstücke 13 sind jeweils mittels eines Extrudierverfahrens hergestellt. Dabei wird ein endloses Druckstückprofil zunächst in langen Stangen vorproduziert und das Druckstück 13 erst kurz vor der Endmontage abgelängt, wobei die extrudierten Profilstränge alternativ auch direkt im Anschluss an das Extrusionsverfahren in der passenden Länge zugeschnitten werden können.
Der Einsatz eines Extrusionsverfahrens für die Herstellung von Druckstücken 13 reduziert nicht nur die Herstellungskosten durch die kontinuierliche Betriebsweise des Extrusionsverfahrens im Vergleich mit der Herstellung einzelner Druckstücke 13 mittels Spritzgießen, sondern vermeidet auch zusätzliche Werkzeugkosten für die Herstellung ähnlicher Druckstücke 13 mit gleichen Querschnitten aber unterschiedlicher Länge. Darüber hinaus können die extrudierten Profilstränge in gleicher Querschnittsform gegebenenfalls auch als Gleitbelagkörper 11 für Spannschienen 6 oder Führungsschienen 5 eingesetzt werden. Druckstücke 13 lassen sich in Form extrudierter Profilstränge gut als Lagerware bereithalten und auch bei der Entwicklung neuer Spannschienen einfach nutzen und so die Herstellungskosten für Prototypen reduzieren.
Ein weiterer positiver Effekt der Herstellung von Druckstücken 13 aus extrudierten Profilsträngen ist die gleichmäßige Ausrichtung des Kunststoffmaterials im Profilstrang und damit auch im Druckstück 13. Bei der Herstellung eines extrudierten Profilstrangs erfolgt eine in Längsrichtung des Profilstrangs orientiert gerichtete Materialzuführung, so dass eventuell entstehende Extrusionsnähte oder Bereiche mit degradiertem Material sich zwangsläufig in Längsrichtung des Druckstücks erstrecken und so keine Gefährdung für einen Bruch oder Beschädigung des Druckstücks 13 darstellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 29602917 U1 [0004]
DE 3506010 A1 [0004]
DE 102005026426 A1 [0004]
DE 102007014668 A1 [0004]

Claims

Spannschiene (6) für ein Endlostriebmittel, insbesondere für einen Kettentrieb (1) eines Verbrennungsmotors, mit einem Tragkörper (12), mit einem an dem Tragkörper (12) angeordneten Gleitfläche (18) für den Kontakt mit dem Endlostriebmittel aufweist, und mit einem an dem Tragkörper (12) angeordneten Druckstück (13) das einen Andrückbereich (10) für den Kontakt mit einer Spannvorrichtung (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (13) ein Abschnitt eines extrudierten Profilstrangs ist.
Spannschiene (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (12) auf der der Gleitfläche (18) abgewandten Rückseite angrenzend an das Druckstück (13) mindestens einen Sicherungsvorsprung (21) aufweist.
Spannschiene (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (12) auf der der Gleitfläche (18) abgewandten Rückseite eine Druckstückaufnahme (20) zur Anordnung des Druckstücks (13) an dem Tragkörper (12) aufweist, wobei die Druckstückaufnahme (20) konvex nach außen gewölbt ist.
Spannschiene (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (12) auf der der Gleitfläche (18) abgewandten Rückseite eine Druckstückaufnahme (20) zur Anordnung des Druckstücks (13) an dem Tragkörper (12) aufweist, wobei die Druckstückaufnahme (20) gegenüber der Oberfläche der Rückseite zurückversetzt ist.
Spannschiene (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (12) seitlich des Druckstücks (13) mindestens eine Seitenwange (22) aufweist die ein seitliches Verschieben des Druckstücks (13) verhindert.
Spannschiene (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (13) mindestens ein Seitenführungsabschnitt aufweist, wobei der mindestens eine Seitenführungsabschnitt (26) an der Unterseite (13) des Druckstücks (13) vorsteht oder einschneidet, um ein seitliches Verschieben des Druckstücks (13) gegenüber dem Tragkörper (12) zu verhindern.
Spannschiene (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial des Druckstücks (13) in Längsrichtung des Tragkörpers (12) ausgerichtet ist.
Spannschiene (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (13) als Abschnitt des extrudierten Profilstrangs aus einem technischen Thermoplast hergestellt ist.
Spannschiene (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (13) in dem Andrückbereich (10) eine Entlüftungsnut (23) aufweist.
Kettentrieb (1), insbesondere einen Steuerkettentrieb eines Verbrennungsmotors, mit einem Antriebskettenrad (3) und mindestens einem Abtriebskettenrad (2.1, 2.2), mit einer um das Antriebskettenrad (3) und das mindestens eine Abtriebskettenrad (2.1, 2.2) herum gelegten Gelenkkette (4) und mit einer an der Gelenkkette (4) anliegenden Spannschiene (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verfahren zum Herstellen einer Spannschiene (6) für ein Endlostriebmittel, insbesondere für einen Kettentrieb (1) eines Verbrennungsmotors, mit einem Tragkörper (12), einem an dem Tragkörper (12) angeordneten Gleitfläche (18) und einem an dem Tragkörper (12) angeordneten Druckstück (13), mit den Schritten: Herstellen eines extrudierten Profilstrangs; und Abtrennen eines Druckstücks (13) von dem Profilstrangs.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstrang in Längsrichtung des Tragkörpers (12) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein an dem Tragkörper (12) angeordneter Gleitbelagkörper (11) und das an dem Tragkörper (12) angeordnete Druckstück (13) aus dem selben Profilstrang hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, mit dem weiteren Schritt: Biegen des Druckstücks (13); und Aufstecken oder Aufschieben des Druckstücks (13) auf eine zugeordnete konvexe Druckstückaufnahme (20) des Tragkörpers (12) zur Montage des Druckstücks (13) an dem Tragkörper (12).