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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein mechanisches Rastspannsystem zum Anbringen an einem Motorblock und Spannen einer Kette über eine Spannschiene, umfassend ein Gehäuse mit einer Gehäusebohrung und einer in der Gehäusebohrung angeordneten Arbeitsfeder, die einen an der Spannschiene anliegenden Spannbolzen vorspannt, wobei der Spannbolzen an einem Abschnitt seiner Umfangsfläche eine Profilierung aufweist, die mit einem korrespondierend dazu ausgebildeten, am Gehäuse angeordneten Rastelement zusammenwirkt.
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Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf mechanische Kettenspannsysteme für Motorräder, insbesondere für Motorräder des asiatischen Motorradmassenmarktes. Aufgrund der Marktgegebenheiten weisen die zuvor genannten Motorräder hauptsächlich Motoren mit Hubräumen bis zu 200 ccm und SOHL(single overhead camshaft)Ventiltrieb auf. Eine unzureichenden Ölversorgung und eine für gewöhnlich minderwertigen Ölqualität erlaubt fast ausschließlich die Nutzung von mechanischen Kettenspannsystemen, insbesondere von Rastspannsystem oder Gewindespannsystemen.
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Stand der Technik
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Kettenspannsysteme dienen hauptsächlich dem Ausgleich von Fertigungstoleranzen, Kettenlängung und Verschleiß. Die Spannwirkung wird in der Regel bei beiden zuvor erwähnten Kettenspannsystemen durch eine mechanische Druck- bzw. Drehfeder realisiert, wobei ein Rückhub beim Rastspannsystem durch eine Rastierung und beim Gewindespannsystem über Selbsthemmung verhindert wird. Durch die Rastierung beziehungsweise Selbsthemmung wird ein Rückhub des Kettenspannsystems verhindert. Der Motorblock und der Zylinderkopf Von Motorrädern sind in der Regel aus Aluminium gefertigt. Demgegenüber ist die Kette aus Stahl gefertigt. Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten von Aluminium und Stahl kommt es zu unterschiedlichen Längenausdehnungen der Komponenten.
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Erhöhte Vorspannkräfte, resultierend aus unterschiedlichen Längenausdehnungen der Komponenten aufgrund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Komponenten und der Betriebstemperatur des Motors, können aufgrund der Rastierung beziehungsweise Selbsthemmung nicht kompensiert werden, so dass die Vorspannkraft erheblich ansteigt. Dies führt zu höherer Reibung, höherem Kraftstoffverbrauch und somit zu einer höheren CO2-Belastung der Umwelt.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2006 026 211 A1 geht ein Spanner zum Spannen einer Kette mit einem blattförmigen Schuh und einer bogenförmig gekrümmten Kettengleitfläche, einem proximalen Ende, das drehbar an einem Arm befestigt ist, und einem distalen Ende mit einem erhabenen Abschnitt und einem vertieften Abschnitt hervor. Ein Rand des erhabenen Abschnittes wird von einem Radiallager zwischen einer inneren Schulter und einer äußeren Schulter gebildet. Ein Sperrrad ist drehbar am vertieften Abschnitt des distalen Endes des blattförmigen Schuhs befestigt und weist eine Vielzahl von Sperrzähnen, eine innere Schulter, eine äußere Schulter und einen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser auf. Dieser Abschnitt bildet eine Lagerfläche mit dem Radiallager des erhabenen Abschnittes des distalen Endes. Ferner umfasst der Spanner eine Rampenfläche mit einer Vielzahl von Rampenzähnen zum gleitenden Aufnehmen des Sperrrades des distalen Endes des blattförmigen Schuhs.
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Bei einer Zunahme des Durchhanges der Kette dreht sich das distale Ende des blattförmigen Schuhs von der Kette weg. Das Sperrrad dreht sich bis die äußere Schulter des Sperrrades mit der äußeren Schulter des erhabenen Abschnittes des distalen Endes in Kontakt tritt. Dadurch können die Sperrzähne des Sperrrades in Richtung auf das proximale Ende des blattförmigen Schuhs auf der Vielzahl der Rampenzähne gleiten.
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Somit wird eine Bewegung des distalen Endes des blattförmigen Schuhs in Richtung auf das proximale Ende des Schuhs ermöglicht und eine Bewegung in der entgegengesetzten Richtung verhindert.
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Die
EP 0 837 264 A2 offenbart, insbesondere in
6, eine Spannvorrichtung mit einer zwischen einem Spannkolben und einem axial beweglichen Kolben in einem Gehäuse angeordneten Spiralfeder. Die Spiralfeder drückt den Spannkolben gegen eine außerhalb des Gehäuses angeordnete Kette. Ferner weist die Spannvorrichtung eine Sperrvorrichtung auf, die einen Rückhub des axial beweglichen Kolbens im Gehäuse verhindert. Die Sperrvorrichtung weist eine Tellerfeder auf, die den axial beweglichen Kolben, der an einer Außenumfangsfläche Rastzähne aufweist, vorgespannt, und eine Rundscheibe, die den axial beweglichen Kolben und das Gehäuse über die Rastzähne miteinander verbindet. Aufgrund der Rastzähne und einem Kräftegleichgewicht zwischen Kette und Tellerfeder kann die Rundscheibe den axial beweglichen Kolben in einer bestimmten Position halten. Der Spannkolben ist über die Spiralfeder am axial beweglichen Kolben gelagert, so dass geringe Längenschwankungen der Kette, über ein Ein- und Ausfahren des Spannkolbens kompensiert werden können. Bei einer größeren Kettenlängung und einer damit verbundenen Abnahme der Kettenspannung fährt der axial bewegliche Kolben aufgrund der auf ihn einwirkenden Tellerfeder aus dem Gehäuse heraus, um die Kettenspannung wieder zu erhöhen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein mechanisches Rastspannsystem zu schaffen, welches eine durch eine Betriebstemperatur eines Verbrennungsmotors hervorgerufene Erhöhung des Spannungsgrades einer Kette kompensiert und dadurch den Spannungsgrad der Kette konstant hält.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe wird ausgehend von einem mechanischen Rastspannsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen hervor.
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Erfindungsgemäß ist eine Kompensationsfeder zur schwimmenden Lagerung des gesamten Gehäuses parallel beabstandet zur Arbeitsfeder zwischen einer Stirnfläche des Gehäuses und ein das Gehäuse mit dem Motorblock verbindendes Schraubelement angeordnet. Mit anderen Worten erfährt bei einer Zunahme des Spannungsgrades der Kette, aufgrund von thermischen Einflüssen, das gesamt Gehäuse eine axiale Verschiebung, da das Rastelement einen Rückhub des Spannbolzens verhindert. Dadurch kann der Spannungsgrad der Kette auf einfacher Weise abgebaut werden.
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Gemäß einer die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass an einer Umfangsfläche des Schraubelements eine Hülse zur Einstellung einer Vorspannkraft der Kompensationsfeder angeordnet ist. Die Hülse weist vorzugsweise eine T-förmige Querschnittsfläche auf. Über die Länge der Hülse wird der axiale Abstand zwischen einem Schraubenkopf und der Stirnfläche des Gehäuses eingestellt. Die Kompensationsfeder ist zwischen der Stirnfläche des Gehäuses und des am Schraubenkopf zur Anlage kommenden Abschnitts der Hülse angeordnet. Je kürzer das axiale Abmaß der Hülse ist, umso geringer ist der axiale Abstand zwischen dem Schraubenkopf und der Stirnfläche des Gehäuses, und umso höher ist die Vorspannung der Kompensationsfeder.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel realisiert eine Bohrung im Motorblock das Einwirken des mechanischen Rastspannsystems über die Spannschiene auf die Kette, wobei mindestens ein Dichtungselement zur Abdichtung radial zwischen der im Motorblock ausgebildeten Bohrung und dem Gehäuse angeordnet ist. Das Dichtungselement ist vorzugsweise ein O-Ring oder X-Ring. Besonders bevorzugt ist das Dichtungselement in einer radial am Gehäuse ausgebildeten umlaufenden Nut angeordnet.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Arbeitsfeder an einem die Gehäusebohrung verschließenden Deckel axial zur Anlage kommt. Dadurch gestaltet sich ein Wechsel der Arbeitsfeder besonders einfach, da nur der Deckel, an dem die Arbeitsfeder zur Anlage kommt, entfernt werden muss, um an die Arbeitsfeder zu gelangen. Vorzugsweise weist der Deckel ein Schraubgewinde auf, über das der Deckel am Gehäuse festgeschraubt wird.
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Des Weiteren bevorzugt ist, dass eine durch die Kompensationsfeder mittelbar auf die Kette aufbringbare Axialkraft mindestens doppelt so groß ist, wie eine durch die Arbeitsfeder mittelbar auf die Kette aufbringbare Axialkraft. Mit anderen Worten sollte die Federkonstante der Kompensationsfeder mindestens doppelt so groß sein wie die Federkonstante der Arbeitsfeder.
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Es wird weiterhin ein Kettenantriebsystem für Motorräder vorgeschlagen, umfassend einen Verbrennungsmotor mit einem Hubraum von bis zu 200 ccm, mit einer zwischen mindestens zwei Kettenrädern sich bewegenden Kette, die eine Kraft von einer Antriebswelle auf eine angetriebene Welle überträgt, und zum Spannen der Kette das mechanische Rastspannsystem aufweist.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen mechanischen Rastspannsystems, welches an einem Motorblock zum Spannen einer Kette schwimmend gelagert ist, und
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2 eine Detailansicht des in 1 dargestellten mechanischen Rastspannsystems.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt ein mechanisches Rastspannsystem 1, welches als Steuervorrichtung für eine zwischen zwei Kettenrädern 16a, 16b sich bewegende Kette 3 angeordnet ist. Das mechanische Rastspannsystem 1 ist an einem Motorblock 2 zum Spannen der Kette 3 über eine Spannschiene s angeordnet. Die Kette 3 überträgt eine Kraft von einer Antriebswelle auf eine angetriebene Welle. Es ist maßgeblich der Kette 3 einen Spannungsgrad zu verleihen und diesen Aufrecht zu erhalten, um Geräusche, Verschleiß und ein Rutschen der Kette 3 zu verhindern.
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Jedoch können diverse Faktoren Schwankungen im Spannungsgrad der Kette 3 verursachen. Temperaturschwankungen und unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Komponenten des Verbrennungsmotors bewirken, dass sich der Spannungsgrad der Kette 3 verändert. Mit sinkendem Spannungsgrad der Kette 3 fährt ein Spannbolzen 7 aus dem Gehäuse 4 des mechanischen Rastspannsystems 1 heraus, um den Spannungsgrad der Kette 3 wieder zu erhöhen.
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In 2 ist eine Detailansicht des mechanischen Rastspannsystems 1 gemäß 1 dargestellt. Das mechanische Rastspannsystem 1 umfasst ein Gehäuse 4 mit einer Gehäusebohrung 5 und einer in der Gehäusebohrung 5 angeordneten Arbeitsfeder 6, wobei die Arbeitsfeder 6 an einem die Gehäusebohrung 5 verschließenden Deckel 15 axial zur Anlage kommt. Die Arbeitsfeder 6 spannt einen an der Spannschiene s anliegenden Spannbolzen 7. Wenn der Spannungsgrad der Kette 3 abnimmt wird das Gleichgewicht zwischen der von der Kette 3 über die Spannschiene s auf den Spannbolzen 7 übertragenen Kraft und der von der Arbeitsfeder 6 auf den Spannbolzen 7 übertragenen Kraft gestört, wodurch sich der Spannbolzen 7 axial zur Kette 3 hin verschiebt, um den Spannungszustand der Kette 3 wieder zu erhöhen. Der Spannbolzen 7 weist an einem Abschnitt seiner Umfangsfläche eine Profilierung 8 auf, die mit einem korrespondierend dazu ausgebildeten, am Gehäuse 4 angeordneten Rastelement 9 zusammenwirkt, um einen Rückhub des Spannbolzens 7 zu verhindern.
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Eine im Motorblock 2 ausgebildete Bohrung 13 realisiert das Einwirken des mechanischen Rastspannsystem 1 über die Spannschiene s auf die Kette 3. Ein Dichtungselement 14 ist zur Abdichtung radial am Gehäuse 4 in einer umlaufenden Nut angeordnet. Das Gehäuse 4 des mechanischen Rastspannsystems 1 ist über ein Schraubelement 11 mit dem Motorblock 2 verbunden. An einer Umfangsfläche des Schraubelements 11 ist eine T-förmig ausgebildete Hülse 12 angeordnet, die axial an der Stirnfläche des Gehäuses 4 zur Anlage kommt. In entgegengesetzter Richtung kommt die Hülse 12 mit einem radial nach außen verlaufenden Abschnitt axial an einem Schraubenkopf zur Anlage. Eine Kompensationsfeder 14 ist zur schwimmenden Lagerung des gesamten Gehäuses 4 parallel beabstandet zur Arbeitsfeder 6 zwischen der Stirnfläche des Gehäuses 4 und dem radial nach außen zeigenden Abschnitt der Hülse 12, an der Umfangsfläche der Hülse 12 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rastspannsystem
- 2
- Motorblock
- 3
- Kette
- 4
- Gehäuse
- 5
- Gehäusebohrung
- 6
- Arbeitsfeder
- 7
- Spannbolzen
- 8
- Profilierung
- 9
- Rastelement
- 10
- Kompensationsfeder
- 11
- Schraubelement
- 12
- Hülse
- 13
- Bohrung
- 14
- Dichtungselement
- 15
- Deckel
- 16a, 16b
- Kettenrad
- s
- Spannschiene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006026211 A1 [0005]
- EP 0837264 A2 [0008]
