DE102013216368B3

DE102013216368B3 - Optimierte Spannschiene für einen Kettenantrieb

Info

Publication number: DE102013216368B3
Application number: DE102013216368.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Hartmann; Petrus Hubertus Kroon; Friedrich Ness
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Catensys Germany GmbH
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2014-09-18
Anticipated expiration: 2033-08-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannschiene für einen Kettentrieb, insbesondere einen Steuerkettentrieb eines Verbrennungsmotors, mit einem Trägerkörper (1), umfassend zwei Spannschienenarme (2a, 2b) zwischen denen eine Gleitfläche (3) zur Aufnahme einer Kette ausgebildet ist und einem teilweise zwischen den beiden Spannschienenarmen (2a, 2b) einsteckbaren Druckstück (4) mit einer auf die Spannschiene wirkenden Druckfläche (5a). Erfindungsgemäß weist das Druckstück (4) Mittel zum Umschließen der Spannschienenarme (2a, 2b) auf, die an einer nach außen gerichteten Fläche und an einer nach innen gerichteten Fläche der Spannschienenarme (2a, 2b) zur Anlage kommen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannschiene für einen Kettentrieb, insbesondere einen Steuerkettentrieb eines Verbrennungsmotors, mit einem Trägerkörper, umfassend zwei Spannschienenarme zwischen denen eine Gleitfläche zur Aufnahme einer Kette ausgebildet ist und einem teilweise zwischen den beiden Spannschienenarmen einsteckbaren Druckstück mit einer auf die Spannschiene wirkenden Druckfläche.
Gebiet der Erfindung
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf Steuerkettentriebe für Verbrennungsmotoren. In der Regel weist eine Spannschiene einen Tragkörper und einen darauf angebrachten Gleitbelag auf. Die Spannschiene ist an einem Ende schwenkbar angebracht und mit ihrem Gleitbelag gegen die Kette gedrückt. Überwiegend weist hierzu der Tragkörper an einer dem Gleitbelag abgewandten Seiten einen Aufdrückbereich zum Aufdrücken eines Kettenspanners auf. Der Kettenspanner ist häufig beim Einsatz an einem Verbrennungsmotor an die Motorhydraulik angeschlossen, so dass bei erhöhter Drehzahl auch eine erhöhte Kettenspannung erzeugbar ist. Die Einbauverhältnisse sind zum Teil relativ beengt, so dass die Anordnung der Spanschiene und die zu dieser relativen Anordnung des Kettenspanners entscheidende Bedeutung zukommt. Bei ungünstigen Einbauverhältnissen von der Spannschiene und dem Kettenspanner treten größere Kräfte am Aufdrückbereich auf.
Aus der Druckschrift DE 10 2005 026 426 A1 offenbart eine Spannschiene für einen Kettentrieb, insbesondere einen Steuerkettentrieb eines Verbrennungsmotors, mit einem Basiskörper und einem am Basiskörper angeordneten Aufdrückbereich zum Aufdrücken eines Kettenspanners. Der Aufdrückbereich ist als separates Drückstück ausgestaltet, das mittels einer Steckrastverbindung mit dem Basiskörper verbunden ist. Das Drückstück weist einen keilförmigen Einsteckbereich auf, der in eine komplementärausgestaltete Steckaufnahme am Basiskörper eingesteckt ist und die Keilform in Belastungsrichtung verjüngt ist. Ferner weist das Drückstück im Querschnitt im Wesentlichen eine T-Form auf, wobei eine gekrümmte Oberseite die Aufdrückfläche für den Kettenspanner bereitstellt. Auf der Rückseite eines oberen Querstegs ist ein Einsteckbereich angeformt, der eine zur Steckaufnahme komplementäre Ausgestaltung hat. Der Steckbereich weist eine in Belastungsrichtung sich verjüngende Keilform auf und ist mit zwei abgerundeten Vertiefungen zur Aufnahme von wulstförmigen Erhöhungen versehen. Die Länge des Einsteckbereichs ist etwas geringer als die Tiefe der Steckaufnahme. Die Erhöhungen sowie die Vertiefungen stellen geeignete Rastmittel zum Verrasten des Drückstücks in seiner eingesteckten Position dar. Die Seitenwände des Basiskörpers sind jeweils an ihren Außenseiten mit symmetrisch zur Steckaufnahme angeordneten Aufnahmetaschen versehen. In diesen Aufnahmetaschen werden Seitenwangen des Druckstücks eingesteckt, wodurch das Druckstück axial an den Basiskörper gesichert ist. Die Steckaufnahmen an den Seitenwänden der Spannschiene sind als Aussparungen ausgebildet und schwächen an diesen Stellen die Struktur der Spannschiene. Zudem wird über das Druckstück genau an diesen Stellen die von der Kette ausgehende Kraft auf die Spannschiene eingeleitet. Aufgrund der als Aussparung ausgebildeten Steckaufnahme ist dies der Schwachpunkt der Spannschiene. Somit wird die maximale Kraft, die Spannschiene aufnehmen kann, durch diese Stelle begrenzt. Bei einer erhöhten Kraft dienen diese Aussparungen als Sollbruchstellen und führen zum Bruch der Spannschiene.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannschiene dahingehend zu optimieren, dass diese trotz kompakter Bauweise größere Kräfte am Aufdrückbereich als der zuvor genannte Stand der Technik aufnehmen kann.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Spannschiene gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.
Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wieder.
Erfindungsgemäß weist das Druckstück Mittel zum Umschließen der Spannschienenarme auf, die an einer nach außen gerichteten Fläche und einer nach innen gerichteten Fläche der Spannschienenarme zur Anlage kommen. Dadurch, dass die beiden Spannschienenarme von dem Druckstück an einer nach außen gerichteten Fläche umschlossen werden, wird die Stabilität der Spannschiene erhöht, da nämlich verhindert wird, dass sich die Spannschienenarme unter Krafteinwirkung durch die Kette öffnen können. Darüber hinaus wird auch ein Einfallen der Spannschienenarme nach innen verhindert. Dies gewährleistet einen sicheren Verbund zwischen Spannschienenarme und Druckstück. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Kette vor dem Einsetzen des Druckstücks in die Spannschiene montierbar ist, wodurch die Kette vor der Montage am Motor geprüft werden kann. Der Montageaufwand wird dadurch erheblich gesenkt.
Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Umschließen der Spannschienenarme mindestens drei an einer zur Druckfläche entgegengesetzt ausgebildeten Fläche angeordnete Laschen. Vorteilhafterweise sind die mindestens drei Laschen rechtwinklig zur Druckfläche der entgegengesetzt ausgebildeten Fläche angeordnet. Die mindestens drei Laschen kommen entweder an der nach außen gerichteten Fläche oder an der nach innen geachteten Fläche der Spannschienenarme zur Anlage.
Des Weiteren bevorzugt sind zwei Laschen parallel zueinander jeweils an einer Seitenkante des Druckstücks ausgebildet und eine Lasche ist orthogonal dazu zwischen den beiden parallelen Laschen ausgebildet. Die zwischen den beiden parallelen Laschen angeordnete Lasche erstreckt sich zwischen den nach innen gerichteten Flächen der Spannschienenarme und kommt an diesen zur Anlage. Die beiden parallel zueinander angeordneten Laschen liegen an den nach außen gerichteten Flächen der Spannschienenarme an. Mit anderen Worten werden die Spannschienenarme jeweils von einer der beiden parallelen Laschen und der orthogonal dazu ausgebildeten Lasche umschlossen.
Besonders bevorzugt weisen die beiden parallelen Laschen jeweils eine Aussparung zum Zusammenwirken mit jeweils einer Ausprägung an den nach außen gerichteten Flächen der Spannschienenarme auf. Die Ausprägungen weisen eine zu den Aussparungen komplementäre Form auf, so dass die Ausprägungen innerhalb der Aussparungen zur Anlage kommen und dadurch einrasten. Dies gewährleistet eine sichere Montage und einen sicheren Transport des an der Spannschiene angeordneten Druckstücks.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die Mittel zum Umschließen der Spannschienenarme eine von Erhöhungen geprägte Kontur an der zur Druckfläche entgegengesetzten Fläche, wobei die Spannschienenarme zwischen den Erhöhungen zur Anlage kommen. Mit anderen Worten kommen insbesondere die Kanten der Spannschienenarme zwischen den Erhöhungen zur Anlage und werden durch die Erhöhungen umschlossen und in Position gehalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der Trägerkörper und das Druckstück aus einem faserverstärkten Polymer hergestellt. Vorzugsweise wird das Polymer durch Glasfasern oder Kohlenstofffasern verstärkt. Es ist jedoch auch denkbar, dass Polymer durch Aramidfasern oder ähnliche Fasern zu verstärken. Faserverstärkte Polymere bieten den Vorteil eines hohen Leichtbaupotentials kombiniert mit einer hohen Festigkeit sowie Rissbeständigkeit.
Zur Erhöhung der Abriebfestigkeit und gleichzeitigen Senkung der Verschleißrate des Druckstücks, wird vorgeschlagen das Druckstück gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem metallischen Blechelement herzustellen. Das Blechelement besteht vorzugsweise aus einem Stahl oder Federstahl und wird durch Biegung ausgebildet. Ferner kann das Blechelement gehärtet werden, um die Verschleißbeständigkeit weiter zu erhöhen. Es ist jedoch auch denkbar, das Blechelement oder zumindest die Druckfläche des Drückstücks mit einer verschleißmindernden Beschichtung auszustatten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Druckstück mindestens ein Einsteckelement mit einem an einem distalen Ende des Einsteckelements angeordneten Schnapphaken zur axialen Sicherung des Druckstücks, wobei das mindestens eine Einsteckelement an den nach innen gerichteten Flächen der Spannschienenarme zur Anlage kommt. Je länger und breiter das mindestens eine Einsteckelement ausgebildet ist, umso größer ist die Anlagefläche an den nach innen gerichteten Flächen der Spannschienenarme und umso höher ist die Stabilität des Druckstücks.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die nach innen gerichtete Fläche der Spannschienenarme eine von Erhöhungen geprägte Kontur aufweist, wobei das mindestens eine Einsteckelement zwischen den Erhöhungen zur Anlage kommt. Mit anderen Worten weisen die Spannschienenarme keine Aussparungen oder sonstige querschnittsmindernde Konturen auf, die eine Schwächung des Bauteils hervorrufen und somit als Sollbruchstellen dienen. Durch die Kontur an den nach innen gerichteten Flächen der Spannschienenarme wird das mindestens eine Einsteckelement kontrolliert geführt. Ferner kommt der Schnapphaken beim vollständigen Einschieben des Druckstücks an einer dafür vorgesehen Ausprägung zur Anlage und rastet ein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Spannschiene gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels,
2 eine perspektivische Ansicht eines Druckstücks aus 1,
3 einen perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Spannschiene gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, und
4 eine perspektivische Ansicht des Druckstücks aus 3, und
5 eine Schnittansicht der Spannschiene mit Druckstück aus 3.
Gemäß 1 weist die Spannschiene einen Trägerkörper 1 auf, umfassend eine Gleitfläche 3 zur Aufnahme einer Kette, die zwischen zwei Spannschienenarmen 2a, 2b, ausgebildet ist. An den Spannschienenarmen 2a, 2b ist ein Druckstück 4 mit einer auf die Spannschiene wirkenden Druckfläche 5a angeordnet. Das Druckstück 4 weist drei an einer zur Druckfläche 5a entgegengesetzt ausgebildeten Fläche 5b angeordnete Laschen 5a, 6b, 6c zum Umschließen der Spannschienenarme 2a, 2b auf. Zwei Laschen 6a, 6b sind parallel zueinander ausgebildet und weisen jeweils eine Aussparung 7a, 7b zum Zusammenwirken mit jeweils einer Ausprägung 8a, 8b an jeweils einer nach außen gerichteten Fläche der Spannschienenarme 2a, 2b auf.
In 2 ist das Druckstück 4 mit der zur Druckfläche 5a entgegengesetzt ausgebildeten Fläche 5b dargestellt. Das Druckstück 4 ist aus einem metallischen Blechelement durch Biegung hergestellt und weist wie zuvor beschriebe drei Laschen 6a, 6b, 6c zum Umschließen der Spannschienenarme 2a, 2b auf. Die beiden Spannschienenarme 2a, 2b kommen dabei jeweils Zwischen einer parallelen Lasche 6a, 6b und der orthogonal dazu angeordneten Lasche 6c zur Anlage und werden somit dazwischen fixiert. Dadurch wird verhindert, dass sich die Spannschienenarme 2a, 2b unter Krafteinwirkung durch die Kette weder nach außen öffnen noch nach innen einfallen können.
Gemäß 3 ist an den Spannschienenarmen 2a, 2b das Druckstück 4 mit einer auf die Spannschiene wirkendes Druckfläche 5a angeordnet.
4 zeigt die Rückseite der auf die Spannschiene wirkenden Druckfläche 5a. Dieser Fläche 5b weist eine von Erhöhungen geprägte Kontur zum Umschließen der Spannschienenarme 2a, 2b auf. Dabei kommen die Spannschienenarme 2a, 2b zwischen den Erhöhungen zur Anlage. Ferner sind zwei Einsteckelemente 9a, 9b mit einem an einem distalen Ende des jeweiligen Einsteckelements 9a, 9b angeordneten Schnapphaken 10a, 10b zur axialen Sicherung des Druckstücks 4 angeordnet. Die Einsteckelemente 9a, 9b kommen an einer nach innen gerichteten Fläche des jeweiligen Spannschienenarms 2a, 2b zur Anlage.
Nach 5 weist eine nach innen gerichtete Fläche des – hier abgebildeten – Spannschienenarms 2a eine von Erhöhungen geprägte Kontur auf, wobei das – hier abgebildeten – Einsteckelement 9a zwischen den Erhöhungen zur Anlage kommt. Der Schnapphaken 10a greift zur axialen Sicherung des Druckstücks 4 an einer Erhöhung ein.
Bezugszeichenliste

1: Trägerkörper
2a, 2b: Spannschienenarm
3: Gleitfläche
4: Druckstück
5a: Druckfläche
5b: Fläche
6a, 6b, 6c: Lasche
7a, 7b: Aussparung
8a, 8b: Ausprägung
9a, 9b: Einsteckelement
10a, 10b: Schnapphaken

Claims

Spannschiene für einen Kettentrieb, insbesondere einen Steuerkettentrieb eines Verbrennungsmotors, mit einem Trägerkörper (1), umfassend zwei Spannschienenarme (2a, 2b) zwischen denen eine Gleitfläche (3) zur Aufnahme einer Kette ausgebildet ist und einem teilweise zwischen den beiden Spannschienenarmen (2a, 2b) einsteckbaren Druckstück (4) mit einer auf die Spannschiene wirkenden Druckfläche (5a), dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (4) Mittel zum Umschließen der Spannschienenarme (2a, 2b) aufweist, die an einer nach außen gerichteten Fläche und an einer nach innen gerichteten Fläche der Spannschienenarme (2a, 2b) zur Anlage kommen.
Spannschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Umschließen der Spannschienenarme (2a, 2b) mindestens drei an einer zur Druckfläche (5a) entgegengesetzt ausgebildeten Fläche (5b) angeordnete Laschen (6a, 6b, 6c) umfassen.
Spannschiene nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Laschen (6a, 6b) parallel zueinander jeweils an einer Seitenkante des Druckstücks (4) ausgebildet sind und eine Lasche (6c) orthogonal dazu zwischen den beiden parallelen Laschen (6a, 6b) ausgebildet ist.
Spannschiene nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden parallelen Laschen (6a, 6b) jeweils eine Aussparung (7a, 7b) zum Zusammenwirken mit jeweils einer Ausprägung (8a, 8b) an der nach außen gerichteten Fläche der Spannschienenarme (2a, 2b) aufweisen.
Spannschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Umschließen der Spannschienenarme (2a, 2b) eine von Erhöhungen geprägte Kontur an der zur Druckfläche (5a) entgegengesetzten Fläche (5b) umfassen, wobei die Spannschienenarme (2a, 2b) zwischen den Erhöhungen zur Anlage kommen.
Spannschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (1) aus einem faserverstärkten Polymer hergestellt ist.
Spannschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (4) aus einem faserverstärkten Polymer hergestellt ist.
Spannschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (4) aus einem metallischen Blechelement hergestellt ist.
Spannschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (4) mindestens ein Einsteckelement (9a, 9b) mit einem an einem distalen Ende des Einsteckelements (9a, 9b) angeordneten Schnapphaken (10a, 10b) zur axialen Sicherung des Druckstücks (4) aufweist, wobei das mindestens eine Einsteckelement (9a, 9b) an einer nach innen gerichteten Fläche der Spannschienenarme (2a, 2b) zur Anlage kommt.
Spannschiene nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die nach innen gerichtete Fläche der Spannschienenarme (2a, 2b) eine von Erhöhungen geprägte Kontur aufweist, wobei das mindestens eine Einsteckelement (9a, 9b) zwischen den Erhöhungen zur Anlage kommt.