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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Spannschiene für einen Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, wobei sie einen Gleitbelag aus einem ersten Material mit einer Zugmittelanlageseite zum Berühren eines Zugmittels, wie eines Riemens oder einer Kette, aufweist, wobei sie ferner einen Tragkörper aus einem zweiten Material mit einer der Zugmittelanlageseite abgewandten Rückseite aufweist, wobei der Gleitbelag aus Kunststoff gefertigt ist und auf dem Tragkörper befestigt ist, wobei an der Rückseite des Tragkörpers eine Führungsbahn ausgebildet ist, auf der ein verfahrbares Klemmstück aufsetzbar ist, um in abstützenden und die Spannschiene auslenkenden Kontakt mit einem Anlageabschnitt der Verbrennungskraftmaschine zu gelangen.
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Zugmitteltriebe werden bei Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt, um eine kraftübertragende Verbindung zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle und/oder einer Zwischenwelle herzustellen. Die Zwischenwelle kann dann Nebenaggregate antreiben, wie etwa Generatoren, Lichtmaschinen oder Pumpen.
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Solche Zugmitteltriebe werden bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, wie etwa Pkws, Lkws, aber auch Flugzeugen, sowie anderen landgebundenen oder wassergebundenen Fahrzeugen.
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Häufig kommen solche Zugmitteltriebe allerdings auch in Leichtkrafträdern zum Einsatz.
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In solchen Zugmitteltrieben werden dann Spanneinrichtungen verwendet, die entweder mit Hilfe hydraulischer oder mechanischer Spanner vorgespannt werden. Für das Auslenken der Spanneinrichtung werden solche Spanner eingesetzt, die bei unterschiedlichen Zugmitteln einsetzbar sind. Auf diese Weise lassen sich sowohl Ketten als auch Riemen vorspannen.
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Hydraulische Spanner, wie etwa hydraulische Kettenspanner, haben jedoch den Nachteil, dass sie mit einem Druckmittel versorgt werden müssen, welches häufig Öl, z. B. Motoröl, ist. Für die entsprechende Ölversorgung müssen dann entsprechende Leitungen vorgehalten werden, die den Zugmitteltrieb erheblich schwerer werden lassen. Da die Druckmittelleitungen auch hohen Drücken ausgesetzt werden und entsprechend massiv sein müssen, sind allein schon dadurch hohe Kosten die Folge.
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Alternative Spanner, die kostengünstiger sind und weniger Anbauteile erfordern, sind mechanische Spanner, wie sie etwa aus der
EP 0409460 B1 und der
EP 0869298 B1 bekannt sind. Diese mechanischen Spanner arbeiten entweder nach einem Sperrklinkensystem oder nach einem Schraubsystem.
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Die sog. Sperrklinkenspanner haben jedoch den Nachteil, dass sie nur ein stufenweises Nachstellen ermöglichen und kein stufenloses Nachstellen der Spannschiene ermöglichen. Gerade ein solches stufenloses Nachstellen der Spannschiene, um das Zugmittel wieder auszulenken und dadurch temperatur- und verschleißbedingte Längungen auszugleichen, ist jedoch wünschenswert. Auch sind die sog. Sperrklinkenspanner durch einen hohen Bauteilaufwand gekennzeichnet.
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Die als mechanische Schraubtriebspanner bekannten Lösungen rufen ebenfalls häufig einen hohen Bauteilaufwand hervor.
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Beide bekannten mechanischen Spanner sind noch dazu nicht als Systemlösungen verfügbar, was bedeutet, dass ein separates Spannelement zwischen die separate Spannschiene und der Verbrennungskraftmaschine verbaut werden muss. Dies ruft einen erhöhten Montageaufwand hervor.
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Es gibt bereits Ansätze Systemlösungen zu realisieren, wobei aus zwei Kunststoffarten bestehende Spannschienen verbaut werden. Diese ausschließlich aus Kunststoff aufgebauten Spannschienen sind jedoch nicht temperaturfest, da sich das E-Modul in Abhängigkeit von dem Temperatureinfluss bei Kunststoffen, insbesondere bei Polyamiden stark verändert.
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So offenbart bspw. die
WO 2010/040679 A1 eine Spannvorrichtung zum Ausgleich von Längungen eines Zugmittels, mit einem Spannmittel, wobei zwischen dem Spannmittel und einer Stützfläche an der Verbrennungskraftmaschine ein Spannelement angeordnet ist, wobei das Spannelement mit dem Spannmittel eine Baueinheit bildet, wobei das Spannelement ferner auf einer Laufbahn des Spannmittels geführt und als Klemmstück ausgebildet ist und wobei die Laufbahn gegenüber der Stützfläche einen Winkel von ca. 30° einschließt. Ein Tragkörper ist dabei ein Bestandteil eines Spannmittels. Der Tragkörper dient als Aufnahme für einen Gleitbelag, der mittels Schnapphaken am Tragkörper befestigt ist. Rückseitig zum Gleitbelag befindet sich am Tragkörper eine abgewinkelte lineare Laufbahn, die in einer Stützfläche der Verbrennungskraftmaschine benachbart ist. Auf der Laufbahn ist ein Klemmstück verschiebbar angeordnet, das Greifhaken aufweist, die in Nuten im Tragkörper neben der Laufbahn eingehakt sind. Zwischen dem Tragkörper und dem Klemmstück ist eine Druckfeder angeordnet, die einerseits auf einem Dorn, der am Tragkörper befestigt ist, und andererseits in einer Öffnung im Klemmstück angeordnet ist. Der Dorn weist eine Anfasung längs des Dorns auf, die die Montage des Klemmstücks erleichtert. In der Oberfläche der Laufbahn sind Rastrampen eingearbeitet, die mit entsprechenden Rastrampen am Klemmstück in Wirkverbindung stehen. Diese Rastrampen erlauben ein einfaches Nachstellen des Zugmittels durch die Spannvorrichtung aufgrund der Kraft der Druckfeder, verhindern aber ein ungewolltes Nachgeben. An dem Klemmstück ist eine Lasche angearbeitet, die einen Haken aufweist, der mit einem Gegenhaken an dem Tragkörper derart in Verbindung steht, dass das Klemmstück in eingefahrener Stellung mit dem Tragkörper verhakt werden kann. Um bei allen Stellungen des Klemmstücks eine eindeutige Linienberührung zwischen Klemmstück und Stützfläche sicherzustellen, weist das Klemmstück eine Kontaktfläche auf, die ballig ausgeführt ist. Der Tragkörper und der Gleitbelag können aus unterschiedlichem Kunststoff hergestellt sein. Die Laufbahn des Klemmstücks kann auch einstückig am Tragkörper ausgebildet sein. An der Laufbahn und dem Klemmstück sind zueinander passende Rastrampen vorgesehen, wobei die Geometrie der Rastrampen so wählbar ist, dass das Klemmstück auf der Laufbahn in eine Richtung fixierbar ist. Die Stützfläche an der Verbrennungskraftmaschine ist eben ausgeführt. Die diesbezügliche Offenbarung der besagten Druckschrift soll als hier integriert gelten.
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Es ist auch bekannt, dass ein Tragkörper aus Aluminium verwendbar ist und zwischen einem Gleitbelag und dem Tragkörper ein Federelement vorhanden sein kann. Während Lösungen aus mehreren Kunststoffen nachteilig bzgl. des E-Modules sind, da sich dieses bei Temperatureinfluss stark verändert, weisen solche Aluminiumtragkörperlösungen Nachteile bzgl. der Schwingungskompensation auf, da sie nur ein begrenztes Maß an Schwingungen kompensieren können. Der Bauraum für das Federelement ist ferner sehr begrenzt.
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So offenbart die
GB 2 259 964 A einen Zugmittelspanner mit einer integrierten, v-förmigen, klingenartigen Bandstahlfeder, wobei auf einer einem Zugmittel zugewandten Seite ein Druckaufbringelement aus einem Plastikwerkstoff oder Gummi vorhanden ist. Innerhalb der Feder ist ein Dämpfer vorhanden. An einem von der Feder separaten Bauteil ist eine Führung für ein Keilelement ausgebildet, das mit einer Führungsplatte in Interaktion treten kann.
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Die
DE 1 750 655 U offenbart eine Spannvorrichtung an Kettentrieben, insbesondere für Steuerantriebe von Brennkraftmaschinen mit die Kette berührendem Spannband oder Spannschiene, die gegebenenfalls eine elastische Auflage, z. B. ein nur mit den Kettenrollen oder -laschen in Berührung kommendes Gummiprofil trägt und mit einer Einrichtung zur Dämpfung der Kettenschwingungen versehen ist, wobei ein Ende des Spannbandes bzw. der Spannschiene schwenkbar befestigt ist und das andere Ende durch einen federbelasteten Schwenkhebel unter Zwischenschaltung eines Reibstückes, z. B. aus Reibbelegmaterial, gegen die Kette gedrückt wird.
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Die
DE 196 06 002 A1 offenbart eine Spann- oder Gleitschiene für Kettentriebe von Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, insbesondere zum Antrieb von Steuerwellen, mit einem Grundkörper, der mit einem elastischen Belag versehen ist, mit wenigstens einem Festlager und einem Loslager, und mit einem am Loslager angeordneten Stützglied, wobei das Festlager ein elastisches, geräuschdämpfendes Lagerteil aufweist, das mit dem Grundkörper fest verbunden ist, und dass das Stützglied ebenfalls aus einem elastischen, geräuschdämpfenden Werkstoff ausgebildet ist, der mit dem Grundkörper fest verbunden ist.
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Die
DE 908 694 B offenbart eine Spannvorrichtung für einen Kettentrieb mit je Glied vorgesehenen Rollen, welche ein mit Hilfe eines Belastungselementes auf die Kette gedrücktes Spannband, vorzugsweise aus Stahl, einschließt, wobei auf das Spannband Profilgummi od. dgl. aufvulkanisiert oder sonstwie befestigt ist dessen auf die Kette wirkende Oberfläche ein der Breite der Rollenlaufflächen entsprechendes erhabenes Profil aufweist, so dass die Rollen auf den erhabenen Flächen des Profilgummis praktisch geräusch- und verschleißfrei abrollen.
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Die
DE 198 10 486 A1 offenbart einen Spannhebel, bei dem ein aus Kunststoff hergestellter und mit einer Kette in Gleitkontakt befindlicher Gleitschuh an einer Hebelbasis aus Metall befestigt ist, wobei die Hebelbasis eine proximale Endseite aufweist und wobei der Spannhebel schwenkbar um eine Schwenkachse gelagert ist, so dass eine äußerste Endseite geschwenkt werden kann
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Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu vermeiden, insbesondere die Temperaturabhängigkeit zu verringern, so dass das E-Modul gleich bleibt und die Steifigkeit bei zunehmender Temperatur der Verbrennungskraftmaschine nicht abnimmt. Das dynamische Spannverhalten soll gleich bleiben. Auch sollen Mehrkosten, wie sie bspw. bei Prototypen aus Blechsteifen mit Keillaufbahn auftreten können, vermieden werden. Ferner soll die zur Anbringung und Gewährleistung einer Schwenkbarkeit vorhandene bisher verwendete Anschraubbohrung maßstabil werden, und zwar selbst bei Einwirkung von erhöhter Temperatur und Feuchtigkeit. Zusätzliche Bauteile wie Metallhülsen sollen vermieden werden. Auch soll der Verschleiß an der Spannschiene reduziert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Spannschiene erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Tragkörper aus Federstahl gefertigt ist. Ist ein solches Klemmstück aufsetzbar oder im verbauten Zustand aufgesetzt, so kann eine rein mechanisch wirkende Zugmitteltriebausgestaltung realisiert werden und auf Ölzuführungen und aufwändige Zugmittelspanner verzichtet werden. Eine bauraumeffiziente Lösung ist die Folge. Der Tragkörper ist auch bei entsprechender Formung eines Federstahlelementes einkomponentig herstellbar. Etwaige Funktionsflächen, wie eine Keillaufbahn und ein Metallanschraubauge, können in den Tragkörper integriert werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn der Federstahl eine bandartige Form aufweist. Ein solcher Tragkörper aus Federbandstahl dient als Aufnahme für den Gleitbelag, welcher am Tragkörper fixiert wird.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn das Klemmstück über an diesem ausgebildete und die Führungsbahn hintergreifende Rückhalteabschnitte am Tragkörper angebunden ist.
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Zweckmäßig ist es auch, wenn das Klemmstück mit einer Druck- und/oder einer Zugfeder in Wirkkontakt steht, über die das Klemmstück in eine die Spannschiene auslenkende Richtung gedrängt ist. Ein effizienter Wirkzusammenhang der Spannschiene mit den restlichen Komponenten eines Zugmitteltriebes lässt sich dann realisieren.
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Besonders kosteneffizient lässt sich die Spannschiene herstellen, wenn der Gleitbelag aus Polyamid, wie Polyamid 66 gefertigt ist, und dass vorzugsweise Verstärkungsfasern, wie Glasfasern in Längsrichtung des Gleitbelages eingebettet sind. Auch Aramidfasern oder Kohlefasern sind grundsätzlich möglich.
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Eine Einbringung der Verstärkungsfasern quer zur Kunststoffspritzrichtung ist möglich.
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Damit eine einfache Anbringung der Spannschiene realisiert werden kann, ist es von Vorteil, wenn in den Tragkörper ein Anschraubauge nach Art eines Durchgangsloches eingebracht ist, um das die Spannschiene im verbauten Zustand schwenkbar ist.
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Wenn der Gleitbelag mittels einem oder mehrerer Umgriffe, etwa nach Art von Schnapphaken, am Tragkörper befestigt ist, so lässt sich die Montage einfach vornehmen.
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Zweckmäßig ist es auch, wenn der Tragkörper eine erste Öse ausbildet, die vom Klemmstück gesehen vorzugsweise auf der Seite des Anschraubauges befindlich ist, an der weiter vorzugsweise ein erstes Ende der Zugfeder anbringbar ist.
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Dabei ist es auch hilfreich, wenn am Klemmstück eine zweite Öse ausgebildet ist, an der vorzugsweise ein zweites Ende des Zugmittels anbringbar ist.
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Die Erfindung betrifft auch einen Zugmitteltrieb mit einem Zugmittel, das über eine Spannschiene der erfindungsgemäßen Art auslenkbar ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, wobei unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben werden. Es zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannschiene in einer Ansicht von der Seite,
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2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannschiene, wobei anders als in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 statt einer Druckfeder eine Zugfeder zum Einsatz kommt,
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3 eine weitere Ansicht der Ausführungsform gemäß 2 in einer perspektivischen Darstellung,
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4. eine vergrößerte Darstellung der Spannschiene der 2 und 3 im Bereich einer ersten Öse am Tragkörper, und
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5 eine vergrößerte Darstellung des Klemmstücks an der Spannschiene der 2 und 3 mit einer zweiten Öse am Klemmstück.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannschiene 1 dargestellt. Diese Spannschiene 1 ist zum Einsatz in einem Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen. Insbesondere ist sie für einen Steuertrieb, der zwischen zumindest einer Kurbelwelle und zumindest einer Nockenwelle angebracht ist, vorgesehen und dort eingesetzt. Dieser Zugmitteltrieb kann natürlich auch auf Zusatzaggregate, wie Lichtmaschinen oder Generatoren einwirken.
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Die Spannschiene 1 weist einen Gleitbelag 2 auf, der aus einem ersten Material, wie Kunststoff, gefertigt ist. Der Gleitbelag 2 weist eine Zugmittelanlageseite 3 auf, über welche ein Zugmittel, wie eine Kette oder ein Riemen gleiten kann. Dieses Zugmittel ist nicht dargestellt.
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Der Gleitbelag 2 ist auf einem Tragkörper 4 befestigt. Während der Gleitbelag 2 aus Polyamid, wie Polyamid 66 mit darin enthaltenen Verstärkungsfasern, wie Glasfasern aufgebaut ist, ist der Tragkörper 4 aus Federstahl, insbesondere aus Federbandstahl bestehend.
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Der Tragkörper 4 weist eine den Gleitbelag 2 abgewandte Rückseite 5 auf. Auf dieser Rückseite 5 ist eine Führungsbahn 6 ausgebildet, auf welcher ein Klemmstück 7 mit einer balligen Außenkontur 8 entlang der Führungsbahn 6 verschieblich gelagert ist. Der Tragkörper 4 aus Federbandstahl dient als Aufnahme für den Gleitbelag 2, welcher mittels mehrerer Schnapphaken am Tragkörper 4 befestigt ist. Zwischen dem Tragkörper 4 und dem Klemmstück 7 ist ein Federelement 10 angeordnet. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Federelement 10 eine Druckfeder 11, wie eine Schraubenfeder. Es kann jedoch auch eine Zugfeder verwendet werden, die in dem in den 2 bis 5 behandelten Ausführungsbeispiel zum Einsatz kommt. Die Zugfeder selbst ist jedoch nicht dargestellt.
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Während in dem Ausführungsbeispiel der 1 die Druckfeder 11 auf einer vom Klemmstück 7 aus gesehen, dem Anschraubauge 12 des Tragkörpers gegenüberliegenden Seite, angeordnet ist, ist in dem anderen Ausführungsbeispiel der 2 bis 5 die Zugfeder zwischen dem Anschraubauge 12 und dem Klemmstück 7 vorhanden. Dabei wird die Zugfeder an einer ersten Öse 13 des Tragkörpers 4 und einer zweiten Öse 14 des Klemmstücks 7 befestigt. Die Zugfeder wird in der ersten Öse 13 und der zweiten Öse 14 angehängt.
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Zurückkommend zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sei auch noch erwähnt, dass die Druckfeder 11 auf einem nicht dargestellten Dorn auf der Tragkörperseite gelagert sein kann, und in eine nicht dargestellte Ausnehmung in das Klemmstück 7 eindringen kann, um die Führung der Druckfeder 11 zu verbessern.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2 und 3 ist statt einer Druckfeder die Zugfeder einsetzbar und, wie in 4 zu erkennen, ist es auch möglich, dass die erste Öse 13 am Gleitbelag 2 ausgebildet ist.
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In 5 ist die integrale Kombination aus dem Klemmstück 7 und der zweiten Öse 14 wiedergegeben. Auch ist das Hintergreifen eines Rückhalteabschnittes 15 des Klemmstücks 7 an der Führungsbahn 6 zuerkennen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spannschiene
- 2
- Gleitbelag
- 3
- Zugmittelanlageseite
- 4
- Tragkörper
- 5
- Rückseite
- 6
- Führungsbahn
- 7
- Klemmstück
- 8
- Außenkontur
- 9
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- 10
- Federelement
- 11
- Druckfeder
- 12
- Anschraubauge
- 13
- erste Öse
- 14
- zweite Öse
- 15
- Rückhalteabschnitt
