-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft einen mechanischen Spanner für einen Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Gehäuse und einem aus dem Gehäuse ausfahrbaren Kolben, der zum Druckausüben auf eine Spannschiene des Zugmitteltriebes vorbereitet ist, und mit einer Rasteinrichtung, die ein Ausfahren des Kolbens aus dem Gehäuse ermöglicht, aber ein Einfahren behindert oder verhindert, wobei im Gehäuse Rasten oder Vorsprünge vorhanden sind, die mit der Rasteinrichtung in Formschluss bringbar sind.
-
Aus dem Stand der Technik sind mechanische Spannvorrichtungen, die auch als Spanner bezeichnet werden, zum Ausgleich der verschleißbedingten Längung eines in einem Zugmitteltrieb eingesetzten Zugmittels, wie eines Riemens oder einer Kette bekannt. Der Zugmitteltrieb wird zum Antrieb einer oder mehrerer Nockenwellen bzw. Ausgleichswellen und von Nebenaggregaten eingesetzt.
-
Alternativ zu mechanischen Spannern werden auch hydraulische Kettenspanner eingesetzt, die jedoch kostenintensiver sind.
-
Aus der
EP 0869298 B1 ist ein mechanischer Schraubtriebspanner bekannt, genauso wie aus der
EP 0409460 B1 ein Sperrklinkenspanner offenbart ist. Die letztgenannte Druckschrift offenbart einen Kettenspanner, umfassend ein Gehäuse, einen Stößel, der in dem Gehäuse verschieblich ist, ein Federmittel, das den Stößel in einer Vorsprungsrichtung relativ zu dem Gehäuse vorspannt, um eine Kette unter Spannung zu setzen, ein Mittel innerhalb des Gehäuses, das eine erweiterbare Kammer für Hydraulikfluid bereit stellt und ein auf den Druck des Hydraulikfluids in der erweiterbaren Kammer ansprechendes Mittel, um eine Kraft auf den Stößel auszuüben, diesen Stößel in einer Rückzugsrichtung entgegengesetzt zu der Vorschubs- oder Vorsprungsrichtung drückt, wobei dieses Mittel auf die Betriebsdrehzahl der Maschine anspricht, um die durch den Stößel auf die Kette aufgebrachte Spannung zu vermindern, weiter umfassend eine Sperreinrichtung, die mit dem Gehäuse und dem Stößel verbunden ist, um die Bewegung des Stößels in der Rückzugsrichtung zu begrenzen, wobei die Sperreinrichtung den Stößel an einem aus dem Gehäuse heraus erstreckbaren Abschnitt des Stößels erfasst.
-
Leider ist die in der
EP 0409460 B1 bekannte Spannvorrichtung relativ aufwändig, kostenintensiv, schwer und aufwändig in der Montage.
-
Zu dieser Variante soll eine verbesserte, die Nachteile abstellende mechanische Spannvorrichtung zur Verfügung gestellt werden. Auch soll bei dem Spanner auf eine Fremdölversorgung über eine Ölpumpe und über einen Ölkreislauf, wie bei hydraulischen Kettenspannern üblich, verzichtet werden. Der bei mechanischen Schraubtriebspannern bekannte hohe Bauteilaufwand, insbesondere unter Verwendung von Präzisionsteilen, soll auch verringert werden.
-
Es soll eine solch robuste, langlebige und kostengünstige Variante erreicht werden, die auch im Motorradsektor einsetzbar ist und zu den bekannten Rastklinken- bzw. Schraubtriebspannerprinzipien eine Alternative darstellen soll.
-
Der Schraubtriebspanner bietet zwar den Vorteil der stufenlosen mechanischen Nachstellung der Zugmittelspannung, als Nachteil ist jedoch der hohe Aufwand bei der Bauteilanzahl und Montage anzusehen. Der Schraubtriebspanner besteht aus den Komponenten Aludruckgehäuse, Drehfeder, Außengewindestange, Innengewindestange/-kolben, Kolbendeckkappe, Drehsicherungskappe, Sicherungsring und Verschlussschraube, Die Gewindekomponenten erfordern ein hohes Maß an Genauigkeit.
-
Bei den bekannten Rastklinkenspannern ist zwar die Ausführung schon etwas einfacher gestaltet, benötigt aber immer noch einen relativ hohen Anteil an Präzisionsteilen, wenn auch in geringerem Maß als bei einem Schraubtriebspanner. Die grobstufige Rasterung kann jedoch Nachteile beim Nachspannen des Zugmittels bedeuten. Eine feinere Abstufung der Rastierrampen, etwa durch Minimierung der Klinkenhöhe oder -breite, zieht eine Senkung der möglichen Spannerabstützkraft nach sich, was ebenfalls verhindert werden soll.
-
Eine nahelos stufenlose Spannervariante mit einfacher Bauteilausführung würde Funktions- und Kostenvorteile bieten. Es sollen ferner die Nachteile aus dem Stand der Technik verhindert werden.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen mechanischen Spanner dadurch gelöst, dass die Rastiereinrichtung als Feder ausgebildet ist. Die Feder kann aus Federstahl hergestellt sein und als Blechelement, insbesondere als Stanzbauteil ausgebildet sein.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen sind ferner in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
-
So ist es von Vorteil, wenn die Rasten oder Vorsprünge an einer Abflachung des Gehäuses in Reihe hintereinander angeordnet sind, wobei sich eine Reihe quer, etwa orthogonal zur Ausfahrrichtung des Kolbens erstreckt, insbesondere mehrere Reihen, vorzugsweise 2, 3, 4 oder 5 Reihen parallel zueinander und nebeneinander sowie direkt aneinandergrenzend angeordnet sind, von denen die Rasten oder Vorsprünge der einen Reihe zur benachbarten anderen Reihe versetzt sind. Auf diese Weise kann eine besonders feine Rastierabstimmung erreicht werden, ohne die Spannerabstützkräfte zu reduzieren.
-
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass sich die als Druckfeder ausgebildete Feder einerseits am Kolben, etwa am gehäuseseitigen Ende des Kolbens, und andererseits am Gehäuse und/oder einer gehäusefesten Platte abstützt und/oder gelenkig dort angebunden ist. Die Montage lässt sich dadurch vereinfachen, die Funktion dauerhaft gewährleisten und die Kosten lassen sich niedrig halten.
-
Es ist von Vorteil, wenn im Bereich der ein- oder zweiseitigen Abflachung des Gehäuses die Rasten oder Vorsprünge ausgebildet sind. Die Rasten der Vorsprünge können eine konvexe Form haben, aber auch eckig ausgestaltet sein. Der Kolben kann durch die spezielle Ausführung des Gehäuses nicht bis zu den Rasten zurück gelangen. Allerdings sollte das Gehäuse im Bereich der Rasten oder Vorsprünge als Vierkant oder mit zweiseitiger Abflachung ausgebildet sein.
-
Die als Federblech ausgebildete abgekantete Feder kann scharfe Kanten haben, um präzise in die durch die Rasten oder Vorsprünge gebildete Rastierung einzugreifen.
-
Mit anderen Worten basiert das beschriebene Spannerkonzept auf dem Prinzip eines Rasterspanners. Der Einsatz eines Federbleches ermöglicht zusätzlich eine gewisse Dämpfungseigenschaft, die zur Kompensation der dynamischen Schwingung im Steuertrieb genutzt werden kann.
-
Durch die mehrreihigen Rastierrampen wird die Abstufung immer feiner und gleicht sich somit einem stufenlosen Ausfahren an. In dem Gehäuse aus Blech, also einem Umformteil, welches mit einem Flansch zur Anschraubung einer Verbrennungskraftmaschine, wie dem Motorblock, verbunden ist, werden die weiteren Bauteile, wie Federblech, Kolben und Rastierrampen montiert. Auch die Vorsprünge oder Rasten beinhaltenden Rastierrampen sind ein separates Bauteil des Gehäuses und erst am Gehäuse kraft-, stoff- und/oder formschlüssig zu verbinden. Um den Kolben gegen Verdrehung zu sichern, kann dieser als Vierkant oder mit einer ein- bzw. zweiseitigen Abflachung ausgeführt werden.
-
Das Federblech, welches am Kolben und am Flansch befestigt ist, dient als Ausschubmechanismus und federt zugleich in Abstützrichtung die Kraft ab.
-
Die Rastierrampen, die als Einzelelement in das Gehäuse eingepresst werden, können zu mehrreihigen Rastierrampen zusammengefügt werden. Neben der Unterbindung des Rückhubs wird das Ausfahren des Kolbens immer feiner gestuft und läuft somit nahezu stufenlos ab.
-
Ein solcher Spanner lässt sich bei Ketten- und Riementrieben einsetzen. Ein relativ einfacher Aufbau und ein nahezu stufenloses Ausfahren werden kombiniert.
-
Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei werden unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel in einer in Längsrichtung geschnittenen perspektivischen Darstellung eines mechanischen Spanners im teilausgefahrenen Zustand des Kolbens, wobei die Rasteinrichtung noch nicht mit den Rasten der Vorsprünge der Rastierrampen in Formschluss befindlich ist,
-
2 eine schematische Schnittdarstellung des Spanners aus 1,
-
3 eine weitere Darstellung des Spanners der 1 und 2 von der Seite, mit angedeuteten Bauteilen im Inneren des Gehäuses,
-
4 eine Darstellung des geschnittenen Gehäuses mit noch nicht eingesetzten Rastierrampen, und
-
5 eine Darstellung des geschnittenen Spanners 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 ein mechanischer Spanner 1 dargestellt. Der Spanner 1 kann auch als Spannvorrichtung bezeichnet werden.
-
Der Spanner 1 ist für den Einsatz in einem Zugmitteltrieb einer Verbrennungskraftmaschine ausgelegt und weist ein Gehäuse 2 mit einem verschieblich darin gelagerten Kolben 3 auf.
-
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist am kolbenfernen Ende des Gehäuses eine Platte 4 befestigt. Zwischen der Platte 4 und dem plattennahen Ende des Kolbens 3 ist eine Feder 5 vorgesehen, die als Federblech ausgebildet ist und eine eckige, mehrfach abgekantete Form aufweist, wobei die Enden 6 und 7 der Feder 5 abgerundet ausgestaltet sind.
-
Die Feder 5 stützt sich mit dem Ende 6 in einer Materialausnehmung an einem Boden 8 des Kolbens 3 ab und mit dem Ende 7 in einer Materialausnehmung in Vertiefung 9 der Platte 4 ab. Die Vertiefung 9 wird durch einen Rand 10 gebildet. Der Rand 10 steckt in einer Öffnung 11 des Gehäuses 2. Dort ist eine kraftschlüssige Verbindung, nach Art eines Pressverbandes vorhanden. In Verlängerung des Randes 10 sind gerade/ebene Wände 12 am Gehäuse 2 ausgebildet, wobei auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Wand 12 je drei Rastierrampen 13 eingesetzt sind.
-
Die drei Rastierrampen 13 sind zueinander parallel und aneinander angrenzend sowie orthogonal zu einer Längsachse 14 angeordnet, wobei die Längsachse 14 die Ausfahrrichtung des Kolbens 3 vorgibt. Auf den Rastierrampen 13 sind Rasten oder Vorsprünge 15 ausgebildet.
-
Die Rastierrampen 13 sind in das Gehäuse 2 eingesetzt, insbesondere in eine in 4 dargestellte Materialausnehmung 16. In 2 ist zu erkennen, dass die Rasten/Vorsprünge 15 immer dieselbe Breite besitzen (entlang der Längsachse 14 gesehen) und immer auch dieselbe Länge aufweisen.
-
Die Rasten/Vorsprünge 15 jeder einzelnen Rastierrampe 13 sind zu den benachbarten Rasten/Vorsprünge 15 der benachbarten Rastierrampe 13 versetzt.
-
In 3 ist der teilweise ausgefahrene Zustand des Kolbens 3 aus dem Gehäuse 2 des Spanners 1 dargestellt. Die Feder 5 streckt sich noch mehr, wenn der Kolben 3 weiter ausgefahren wird, wobei dann ein Arretierbereich 17 der Feder 5 mit den Rasten 15 zumindest einer Rastierrampe 13 in Formschluss tritt.
-
In 5 sind die Rastierrampen 13 eingesetzt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Spanner
- 2
- Gehäuse
- 3
- Kolben
- 4
- Platte
- 5
- Feder
- 6
- Ende der Feder
- 7
- Ende der Feder
- 8
- Boden
- 9
- Vertiefung
- 10
- Rand
- 11
- Öffnung
- 12
- Wand
- 13
- Rastierrampe
- 14
- Längsachse
- 15
- Raste/Vorsprung
- 16
- Materialausnehmung
- 17
- Arretierbereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0869298 B1 [0004]
- EP 0409460 B1 [0004, 0005]
