DE102013218354A1

DE102013218354A1 - Spannvorrichtung einer Kette

Info

Publication number: DE102013218354A1
Application number: DE102013218354.2A
Authority: DE
Inventors: Kurt Schreyer; Roland Kraft
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2033-09-14
Also published as: DE102013218354B4; WO2015036217A1; EP3044479A1; CN105452720B; CN105452720A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung einer Kette für ein Kraftrad oder Fahrrad mit sich entlang der Kette erstreckenden und zumindest teilweise beweglich angeordneten Schienen, mindestens einem mit den Schienen unter Vorspannung verbundenem elastischen Element, wobei die auf die Schienen einwirkende Vorspannung des elastischen Elements die Schienen permanent in eine die Kette spannende Spannposition versetzt und über die Schienen eine Spannkraft auf die Kette ausübt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung einer Kette für ein Kraftrad oder Fahrrad mit sich entlang der Kette erstreckenden und zumindest teilweise beweglich angeordneten Schienen. Insbesondere findet die Erfindung Anwendung bei einem Kraftrad, bei dem die Kette in einem Kettenkasten untergebracht ist, wie es bspw. bei Motorrollern der Fall ist.
Bei Motorrädern mit frei zugänglicher Kette erfolgt die Einstellung der Kettenspannung üblicherweise durch ein Verschieben der Hinterachse. Zum Spannen der Kette wird bspw. die Achsaufnahme durch eine Einstellschraube nach hinten gezogen oder die Achse sitzt in einem Exzenter, der um einen bestimmten Winkel verdreht wird. Nach dem entsprechenden Versatz der Hinterachse wird diese wieder fixiert.
Bei in Kettenkästen verbauten Antriebsketten sind diese aktuell nicht spannbar. Aufgrund von Toleranzen, Montageanforderungen und Betriebsbedingungen muss im Neuzustand ein vordefinierter Kettendurchhang vorgesehen werden, der einen wartungsfreien Betrieb der Kette gewährleistet. Die Festlegung des Kettendurchhangs im Neuzustand folgt über eine vordefiniert gekrümmte Kettenschiene, die eine festgelegte, nicht variable Vorspannung auf die Kette ausübt. Lenkt sich die Kette im Betrieb, muss die Kettenschiene durch eine stärker gekrümmte ausgetauscht werden, um die Spannung der Kette zu erhöhen und ihren ursprünglichen Betriebsbereich wieder herzustellen.
Die aus dem Stand der Technik bekannte Lösung hat verschiedene Nachteile. Zum einen ist zum Tausch der Kettenschiene ein Öffnen des Kettenkastens nötig. Zum Anderen kann der richtige Kettendurchhang nur durch den gezielten Verbau der den Kettendurchhang optimal ausgleichenden Kettenschiene gewährleistet werden. Hierbei ist nicht ausgeschlossen, dass durch Verwendung einer falschen Kettenschiene ein zu geringer oder zu starker Ausgleich erfolgt. Ferner wird im Stand der Technik hingenommen, dass über einen vordefinierten Betriebsbereich mit einer nicht optimal gespannten Kette gefahren wird, wodurch es zu einem erhöhten Verschleiß der Kette und zu thermischen Dehnungen kommen kann, die bis hin zum Riss der Kette führen können. Weiterhin ist problematisch, dass bei Ausführungen gemäß dem Stand der Technik zum Teil nur eine einzige Spannschiene verwendet wurde, die entweder im Lostrum oder im Zugtrum der Kette verbaut wurde, um die richtige Spannung zu erzielen. Dies berücksichtigt jedoch nicht, dass Lostrum und Zugtrum abhängig von dem Lastwechsel des Motors wechselseitig auf der einen bzw. der jeweils gegenüberliegenden Seite der Kette sind. Das bedeutet, dass durch die Anordnung einer einzigen Kettenschiene eine nur einseitige Spannung der Kette erfolgt, und diese zeitweise im Schub-, zeitweise im Zugbetrieb.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung einer Kette für ein Kraftrad bereitzustellen, welche die richtige Kettenspannung über den gesamten Betriebsbereich und die gesamte Betriebsdauer gewährleistet, ohne dass im Wartungsturnus manuelle Einstellungen der Kettenspannung nötig sind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spannvorrichtung mit der Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1. Hierbei ist vorgesehen, dass die Spannvorrichtung sich entlang der Kette erstreckende und zumindest teilweise beweglich angeordnete Schienen aufweist, die unter Vorspannung mit mindestsens einem elastischen Element verbunden sind, wobei die auf die Schienen einwirkende Vorspannung des elastischen Elements die Schienen permanent in eine die Kette spannende Spannposition versetzt und mittelbar über die Schienen eine Spannkraft auf die Kette ausübt. In einer günstigen Ausführung werden zwei Schienen verwendet, wobei sich eine Schiene entlang des Lostrums, die andere entlang des Zugtrums erstreckt. Somit ist gewährleistet, dass unabhängig von den Lastwechseln stets eine Vorspannung der Kette über die Schienen in beiden Abschnitten gegeben ist. Als eine die Kette „spannende Spannposition” wird jede gegenüber einem frei hängenden Zustand gespannte Lage bzw. Erstreckung der Kette verstanden. Über das elastische Element wird permanent eine Spannkraft auf die Schienen ausgeübt, die von den Schienen unmittelbar auf die Kette übertragen wird. Während des Betriebs gleitet die Kette somit ständig entlang der Schienen und wird von diesen unter Vorspannung gehalten. Das Material der Schienen ist hierzu derart ausgewählt, dass es zu keinem Verschleiß durch die Reibung zwischen Kette und Schiene kommt. Bevorzugt ist eine Verwendung von zwei gegenüberliegend parallel angeordneten Schienen.
Günstig ist ferner, wenn die Schienen drehbar gelagert sind. Als Lageraufnahmepunkt (Befestigung) kann vorzugsweise der Kettenkasten dienen. Das elastische Element wirkt auf die Schienen in einem Bereich ein, der von dem Lagerpunkt beabstandet ist, um eine Drehung der Schienen um den Lagerpunkt hin zu der Kette zu gewährleisten. Das elastische Element ist unmittelbar an den Schienen befestigt und wirkt derart auf diese ein, dass sie sich in die Spannposition aufeinander zu bewegen und dort gehalten werden. In einer vorteilhaften Ausführung ist das elastische Element zwischen dem Lostrum und dem Zugtrum der Kette angeordnet und umgreift die Schienen von außen. Als elastisches Element kann vorteilhafterweise eine Feder, insbesondere eine Schenkelfeder verwendet werden, deren Vorspannkraft über ihre Dimensionierung vordefiniert ist. Bei größeren und schwereren Antriebsketten für stärker motorisierte Fahrzeuge wird eine Schenkelfeder mit größerer Vorspannkraft eingesetzt. Bei kleineren und leichteren Ketten kann die Schenkelfeder entsprechend kleiner dimensioniert werden. Die Auswahl der Schenkelfeder mit ihrer vordefinierten Vorspannung erfolgt einmalig bei der Erstausrüstung. Ein Tausch der Feder oder der Schienen im Wartungsintervall wird obsolet.
In einer günstigen Ausführung ist vorgesehen, dass ein Einwirkpunkt des elastischen Elements bzw. der Feder auf die Schienen in einem Bereich des größten lastfreien Durchhangs der Kette angeordnet ist. Dies bedingt, dass der Lagerpunkt der Schienen hierzu seitlich versetzt, insbesondere in der Nähe eines Ritzels angeordnet ist. Der Lagerpunkt kann wahlweise im Bereich des vorderen, mit dem Antrieb verbundenen, oder des hinteren, mit dem Hinterrad verbundenen Ritzels angeordnet sein. Um eine möglichst flächige, vorspannende Einwirkung der Schienen auf die Kette zu realisieren, erstrecken sich diese über eine Länge von 30 bis 80%, vorzugsweise 50 bis 80% der Länge des Zugtrums und des Lostrums der Kette. Ferner weisen die Schienen in einer günstigen Ausführung eine minimale Breite auf, die zumindest der Breite der Kette entspricht. Auf der der Kette zugewandten Seite sind in einer besonderen Ausführung der Schienen Führungsmittel vorgesehen, die ein geführtes Entlanggleiten der Kette an den Schienen begünstigt. Ferner ist günstig, dass die Schienen gekrümmt ausgebildet sind, so dass die Randbereiche der jeweiligen Schiene zu einer Verlaufsebene der Kette beabstandet sind.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Kette in einem Kettenkasten aufgenommen, der bis zu einer vorbestimmten Höhe mit Öl gefüllt ist, so dass die untere Schiene in dem Ölbad des Kettenkastens angeordnet ist und eine permanente Schmierung der Kette sowie des Kontaktbereichs zwischen Kette und Schiene gewährleistet ist.
Ebenfalls zum Schutzbereich der Erfindung gehört eine Verwendung der oben diskutierten Spannvorrichtung mit all seinen Merkmalskombinationen in einem Kettenkasten eines Kraftrades.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung einer Antriebskette.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 zur Aufnahme in einem Kettenkasten (nicht gezeigt) eines Kraftrads dargestellt. Zwei Schienen 3 aus Kunststoff erstrecken sich über 60 bis 70% der Länge des Lostrums und Zugtrums der Kette 2. Die Schienen 3 sind drehbar am Befestigungspunkt (Lagerpunkt) 6 zur Anordnung an dem Kettenkasten drehbar gelagert. Beide Schienen 3 erstrecken sich über eine Länge von 60 bis 70% der Länge des Zugtrums und des Lostrums der Kette 2 und weisen eine Krümmung auf, die zu einem Abstand zwischen der Kette 2 und dem jeweiligen Randbereich 8 der Schienen 3 führt. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Steifigkeit sind an den Schienen 3 Verstärkungsrippen 7 vorgesehen, die sich über die gesamte Breite der Schienen 3 erstrecken und abwechselnd dachförmig zueinander angeordnet sind. Die Verstärkungsrippen 7 ermöglichen eine ausreichende Steifigkeit der Schienen 3 über die gesamte Lebensdauer und in allen Spannungszuständen der Kette 2. Als elastisches Element ist eine Schenkelfeder 4 vorgesehen, die an Befestigungspunkten 5 an den Schienen 3 jeweils angreift. Die Befestigungspunkte 5 der Schienen 3 befinden sich im Wesentlichen in dem Bereich der Kette 2, wo ihr Durchhang im ungespannten Zustand am größten wäre. Die Schenkelfeder 4 ist im Übrigen unbefestigt, jedoch übt sie eine Vorspannung auf die Schienen 3 aus, wodurch diese in eine die Kette 2 spannende Spannposition versetzt. Über die Schenkelfeder 4 wird somit eine mittelbare Vorspannung auf die Antriebskette 2 ausgeübt, wobei als Übertragungsmittel für die Vorspannung die Schienen 3 dienen. Die Schenkel 9 der Schenkelfeder 4 umgreifen die Kette 2 seitlich und sind in entsprechende Aufnahmen der Schienen 3 an den Befestigungspunkten 5 fixiert. Bei einer durch längeren Betrieb entstehende Längung der Kette 2 zieht die Schenkelfeder 4 die Schienen 3 weiter aufeinander zu und erhöht dabei die Vorspannung der Kette 2 auf das ursprünglich gewünschte Maß. Die Kette 2 wird dabei sowohl im Bereich des Lostrums als auch des Zugtrums in den beiden Lastrichtungen Schub und Zug permanent vorgespannt. Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise kann eine Schiene eine andere Krümmung als die anderen aufweisen.

Claims

Spannvorrichtung einer Kette (2) für ein Kraftrad oder Fahrrad mit sich entlang der Kette (2) erstreckenden und zumindest teilweise beweglich angeordneten Schienen (3), mindestens einem mit den Schienen (3) unter Vorspannung verbundenem elastischen Element, wobei die auf die Schienen (3) einwirkende Vorspannung des elastischen Elements die Schienen (3) permanent in eine die Kette (2) spannende Spannposition versetzt und mittelbar über die Schienen (3) eine Spannkraft auf die Kette (2) ausübt.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen (3) drehbar gelagert sind.
Spannvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element unmittelbar auf die Schienen (3) einwirkt und diese bis zu der Spannposition aufeinander zubewegt.
Spannvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element eine Feder oder Schenkelfeder (4) ist.
Spannvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einwirkpunkt (5) des elastischen Elements auf die Schienen (3) in einem Bereich eines größten lastfreien Durchhangs der Kette (2) angeordnet ist.
Spannvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schienen (3) entlang eines Zugtrums und eines Lostrums der Kette (2) erstrecken.
Spannvorrichtung nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen (3) sich über eine Länge von 30–80% der Länge des Zugtrums und des Lostrums der Kette (2) erstrecken.
Spannvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen (3) eine minimale Breite aufweisen, die der Breite der Kette (2) entspricht.
Spannvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen (3) gekrümmt ausgebildet sind.
Spannvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche aufgenommen in einem Kettenkasten, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schienen (3) in einem Ölbad des Kettenkastens angeordnet verläuft.
Verwendung der Spannvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche in einem Kettenkasten eines Kraftrades.