DE102014211198A1

DE102014211198A1 - Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb

Info

Publication number: DE102014211198A1
Application number: DE102014211198.6A
Authority: DE
Inventors: Johanna Mayer; Christopher Krawietz; Andreas Grötsch
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung (1) zum Längenausgleich eines Zugmittels (2) von einem Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem ein Antriebsrad und mindestens ein Abtriebsrad verbindenden, endlosen Zugmittel (2). Die mechanische Spannvorrichtung (1) umfasst eine stellbewegliche Spannschiene (3), deren Tragkörper (5) über einen Gleitbelag (6) an dem Zugmittel (2) abgestützt ist. Eine Verstellung der Spannschiene (3) erfolgt über eine Keilspanneinheit (10), bei der ein kraftbeaufschlagter Keil (9) an einer Keillaufbahn (8) des Tragkörpers (5) geführt ist sowie sich an einer ortsfesten Stützfläche (13) abstützt, wobei die Keillaufbahn (8) und die Stützfläche (13) einen Keilwinkel α einschließen. Parallel zu der Keillaufbahn (8) ist in dem Tragkörper (5) zumindest eine als Schlitz gestaltete Aussparung (15) eingebracht, die eine sich über die gesamte Breite des Tragkörpers (5) erstreckende Öffnung bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Derartige Zugmitteltriebe werden bei Brennkraftmaschinen beispielsweise für den Steuertrieb eingesetzt, wobei jeweils mindestens eine Nockenwelle über das Zugmittel von der Kurbelwelle angetrieben wird. Dadurch werden die zugeordneten Gaswechselventile, die Einlass- und Auslassventile, abhängig vom Drehwinkel der Kurbelwelle geöffnet und geschlossen. Bei einem größeren Abstand zwischen dem als Antriebsrad wirksamen Kurbelwellenrad und dem als Abtriebsrad wirksamen Nockenwellenrad sind bevorzugt an dem Lasttrum des Zugmittels eine Führungsschiene und an dem Leertrum des Zugmittels eine Spannvorrichtung angeordnet. Die Spannvorrichtung dient im Wesentlichen zum Ausgleich von dynamischen und statischen Längenänderungen und folglich zur Unterdrückung von radialen Schlag- und Schwingungsbewegungen des Zugmittels und weiterhin zur Vermeidung einer Lärmentwicklung des Zugmitteltriebs.
Aus der EP 0 055 166 B1 ist eine mechanische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb bekannt, die eine Rampe umfasst, welche durch wenigstens ein gekrümmtes Federblatt gebildet ist, das eine Gleitfläche aufweist und elastisch an dem Zugmittel abgestützt ist sowie eine Sicherung gegen eine Rückbewegung einschließt, um ein Zurückspringen der Rampe zu verhindern. Das aus Federstahl bestehende Federblatt ist an seinen Enden an einem metallischen Träger befestigt, welcher starr an einem Gehäuseteil der Brennkraftmaschine befestigt ist.
Die DE 10 2008 051 143 A1 offenbart eine gattungsgemäße Spannvorrichtung zum Ausgleich von Längungen eines Zugmittels. Der Aufbau umfasst ein zwischen einer Laufbahn eines Tragkörpers und einer ortsfesten Stützfläche der Brennkraftmaschine verschiebbar geführtes Klemmstück, wobei die Laufbahn gegenüber der Stützfläche einen Winkel einschließt. Bedingt durch das kraftbeaufschlagte Klemmstück ist im Betriebszustand der Spannvorrichtung der Tragkörper über einen zugehörigen Gleitbelag kraftschlüssig an dem Zugmittel abgestützt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, mit der die auf die Spannvorrichtung einwirkenden Kräfte mittels einer einfachen und kostengünstigen Maßnahme effizient gedämpft werden.
Diese Aufgabenstellung wird durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird zur Lösung der Aufgabe eine Spannvorrichtung vorgeschlagen, bei der in dem Tragkörper parallel zu einer Keillaufbahn zumindest eine als Schlitz gestaltete Aussparung eingebracht ist. Mit dieser Maßnahme ergibt sich eine gezielte lokale Schwächung bzw. eine bewusst ausgeprägte Schwachstelle des Tragkörpers im Bereich der Keilspanneinheit. Damit können die im Betriebszustand der Brennkraftmaschine auftretenden, den Zugmitteltrieb beaufschlagenden Kräfte aufgabengemäß effizient gedämpft werden. Mit dem erfindungsgemäßen, einfach und kostengünstig durchführbaren Konzept verbessert sich gleichzeitig entscheidend die Elastizität des Tragkörpers der insbesondere als Kettenspanner eingesetzten Spannvorrichtung. In vorteilhafter Weise lassen sich durch die Aussparung weiterhin auftretende Kraftspitzen des Zugmitteltriebs gezielt in der Zone der Keillauf-bahn absorbieren. Außerdem kann durch die Erfindung die Dämpfung hochfrequenter Schwingungen des Zugmittels mit relativ kleinen Amplituden optimiert werden. Vorteilhaft ist weiterhin, dass durch eine entsprechend konstruktive Ausgestaltung bzw. geometrische Auslegung der als Schlitz ausgeführten Aussparung ein auf den jeweiligen Anwendungsfall bedarfsgerechtes Feder- und Dämpfungsverhalten des Tragkörpers einstellbar ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Aussparung des Tragkörpers sich über die gesamte Breite des Tragkörpers erstreckt und folglich eine durchgehende Öffnung bildet. Bevorzugt erstreckt sich die Aussparung des Tragkörpers über eine Länge, die weitestgehend mit einer Länge der Keillaufbahn übereinstimmt. Damit kann unabhängig von der jeweiligen Position des Keils bzw. des Klemmstücks an der Keillaufbahn der gewünschte Dämpfungseffekt realisiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Auslegung ist für die Aussparung des Tragkörpers ein Breiten- bzw. Höhenmaß ≤ 2 mm vorgesehen. Weiterhin ist die Aussparung vorzugsweise in einem Abstand von ≥ 3 mm zu der Keillaufbahn in dem Tragkörper eingebracht. Diese konstruktive Auslegung gewährleistet einerseits eine wirksame Dämpfung und andererseits eine ausreichend hohe Dauerfestigkeit des Tragkörpers, um dessen Lebensdauer nicht nachteilig zu beeinflussen.
Weiter kann erfindungsgemäß der Tragkörper zwei zueinander parallel beabstandete, als Schlitze ausgeführte Aussparungen einschließen, die übereinstimmend oder voneinander abweichend dimensioniert sind. Mit dieser Maßnahme, die zu einer weiteren definierten Schwächung des Tragkörpers führt, kann ein erhöhtes Dämpfungsverhalten erreicht werden.
Als bevorzugter Werkstoff für die Spannvorrichtung ist Kunststoff, vorzugsweise Polyamid 66 oder ein glasfaserverstärktes Polyamid 66 vorgesehen. Alternativ dazu bietet es sich an, für die als Kunststoffspritzgussteile ausgelegten Bauteile, den Tragkörper und den Gleitbelag, unterschiedliche Kunststoffe auszuwählen, die den Festigkeitsansprüchen und/oder der Abriebfestigkeit des jeweiligen Bauteils genügen.
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung eignet sich insbesondere für einen als Kettentrieb ausgeführten Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine, die bevorzugt für motorisierte Zweiräder, wie Motorräder oder Motorroller, bestimmt ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß aufgebauten Spannvorrichtung in zwei Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigt:
1 eine erfindungsgemäß aufgebaute Spannvorrichtung, bei der im Tragkörper eine als Schlitz ausgeführte Aussparung eingebracht ist; und
2 eine Detailansicht der Spannvorrichtung gemäß 1, die insbesondere die Gestaltung der Aussparung verdeutlicht.
In der 1 ist eine Spannvorrichtung 1 gezeigt, die einem Zugmittel 2 eines Zugmitteltriebs (nicht gezeigt) zugeordnet ist. Eine Spannschiene 3 der Spannvorrichtung 1 ist im Einbauzustand um eine Drehachse 4 schwenkbar, die vorzugsweise an einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) positioniert ist. Die Spannschiene 3 umfasst einen Tragkörper 5, dessen Gleitbelag 6 mittels Schnapphaken 7 an dem Tragkörper 5 befestigt ist. Über den Gleitbelag 6 ist die Spannschiene 3 kraftschlüssig an dem Zugmittel 2 abgestützt. Rückseitig zum Gleitbelag 6 befindet sich an dem Tragkörper 5 eine linear ausgerichtete Keillaufbahn 8, auf der ein als Keil 9 bezeichnetes Klemmstück einer Keilspanneinheit 10 verschiebbar angeordnet ist. Der Keil 9 ist mittels Greifhaken 11 gesichert, die an einer axial nach außen gerichteten Schiene 12 des Tragkörpers 5 formschlüssig geführt sind. Gegenüberliegend zu der Keillaufbahn 8 ist der Keil 9 an einer ortsfesten Stützfläche 13 der Brennkraftmaschine abgestützt. Im Betriebszustand wird der Keil 9 von einer Druckfeder 14 der Keilspanneinheit 10 in Pfeilrichtung kraftbeaufschlagt. Aufgrund der unter einem Keilwinkel α keilförmig zueinander angeordneten Keillaufbahn 8 des Tragkörpers 5 zu der Stützfläche 13 verursacht die Stellbewegung des Keils 9 in Pfeilrichtung eine Schwenkbewegung der Spannschiene 3 im Gegenuhrzeigersinn. Parallel zu der Keillaufbahn 8 ist in dem Tragkörper 3 zur gezielten lokalen Schwächung ein als Aussparung 15 bezeichneter Schlitz eingebracht. Die als eine Öffnung im Tragkörper 3 ausgeführte Aussparung 15 bewirkt im Bereich der Keilspanneinheit 10 eine gewollte erhöhte Elastizität, wobei die Aussparung 15 gleichzeitig das Dämpfungsverhalten der insbesondere als Kettenspanner eingesetzten Spannvorrichtung 1 gezielt verbessert. Die Aussparung 15 erstreckt sich weitestgehend über die Länge der Keillaufbahn 8.
Die 2 zeigt die Spannschiene 3 als Einzelteil in einer Schnittansicht und verdeutlicht die Lage und Anordnung der Aussparung 15 in dem Tragkörper 5, die einen durch den Tragkörper 5 geführten Schlitz bildet. Als Maßnahme, um die Elastizität in der Zone der Keilspanneinheit 10 zu optimieren, schließt der Tragkörper 5 parallel zur Aussparung 15 eine weitere, jedoch verkürzte Aussparung 16 ein.
Bezugszeichenliste

1: Spannvorrichtung
2: Zugmittel
3: Spannschiene
4: Drehachse
5: Tragkörper
6: Gleitbelag
7: Schnapphaken
8: Keillaufbahn
9: Keil
10: Keilspanneinheit
11: Greifhaken
12: Schiene
13: Stützfläche
14: Druckfeder
15: Aussparung
16: Aussparung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0055166 B1 [0003]
DE 102008051143 A1 [0004]

Claims

Spannvorrichtung zum Längenausgleich eines Zugmittels (2) von einem Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem ein Antriebsrad und mindestens ein Antriebsrad verbindenden, endlosen Zugmittel (2), wobei die mechanische Spannvorrichtung (1) eine stellbewegliche Spannschiene (3) umfasst, deren Tragkörper (5) über einen Gleitbelag (6) an dem Zugmittel (2) abgestützt ist und eine Verstellung der Spannschiene (3) über eine Keilspanneinheit (10) erfolgt, bei der ein kraftbeaufschlagter Keil (9) an einer Keillaufbahn (8) des Tragkörpers (5) geführt ist sowie sich an einer ortsfesten Stützfläche (13) abstützt, wobei die Keillaufbahn (8) und die Stützfläche (13) einen Keilwinkel α einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Tragkörper (5) parallel zu der Keillaufbahn (8) zumindest eine als Schlitz gestaltete Aussparung (15) eingebracht ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (15) des Tragkörpers (5) eine sich über die gesamte Breite des Tragkörpers (5) erstreckende Öffnung bildet.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (15) des Tragkörpers (5) sich über eine Länge erstreckt, die weitestgehend mit einer Länge der Keillaufbahn (8) übereinstimmt.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aussparung (15) des Tragkörpers (5) ein Breiten- bzw. Höhenmaß ≤ 2 mm vorgesehen ist.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (15) in einem Abstand von ≥ 3 mm zu der Keillaufbahn (8) in dem Tragkörper (5) eingebracht ist.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Tragkörper (5) zwei zueinander parallel beabstandete Aussparungen (15, 16) gleicher oder unterschiedlicher Länge eingebracht sind.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoff als Werkstoff für die Spannvorrichtung (1) vorgesehen ist, wobei für den Tragkörper (5) und den Gleitbelag (6) gleiche oder unterschiedliche Kunststoffe ausgewählt sind.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (1) für die Brennkraftmaschine bevorzugt für motorisierte Zweiräder, wie Motorräder oder Motorroller, bestimmt ist.