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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, die vorzugsweise als Riemen- oder Kettenspanner für das Spannen eines Zugmittels (Riemen oder Kette) eines Zugmitteltriebs (Kettentrieb oder Riementrieb) eines Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist. Die Spannvorrichtung hat ein Gehäuse, einen innerhalb dieses Gehäuses in axialer Richtung verschiebbar gelagerten Kolben und ein Transportsicherungselement, das in einer Transportstellung der Spannvorrichtung derart quer zum Kolben und unter Anlage am Kolben im Gehäuse angeordnet ist, dass ein Verschieben des Kolbens in zumindest einer ersten axialen Richtung (aus dem Gehäuse hinaus) blockiert ist.
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Aus der
DE 100 59 755 A1 , der
DE 10 2004 041 975 A1 und der
US 5 106 344 A sind gattungsgemäße Spannvorrichtungen für Zugmitteltriebe bekannt. Die
DE 10 2004 041 975 A1 offenbart eine Spannvorrichtung, die ein Sicherungselement aufweist und durch dieses blockierbar ist, wobei das Sicherungselement durch die Montage der Spannvorrichtung an einem Motor oder durch die Montage eines weiteren Bauteils automatisch deaktivierbar ist.
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Ist bei dieser Ausführung die Spannvorrichtung erst einmal verbrennungskraftmaschinenfest, etwa an einem Motorblock, montiert, ist gleichzeitig auch bereits die Transportsicherung gelöst. Dadurch kann es zu einem ungewollten Verschieben des Kolbens relativ zum Gehäuse kommen, solange das zu spannende Zugmittel noch nicht vollständig angebracht und an den Kolben angedrückt ist. Vor allem sind die Transportsicherungselemente aufwändig mit dem Gehäuse zu verbinden, um auch im Betrieb der Spannvorrichtung das Transportsicherungselement verlässlich im Gehäuse zu belassen und ein Herausfallen dieses Teils zu vermeiden. Weiterhin sind die offenbarten Transportsicherungselemente als relativ aufwändige Teile herzustellen.
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Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteilen abzuhelfen und ein Transportsicherungselement zur Verfügung zu stellen, das den Kolben relativ zum Gehäuse dauerhaft und verlässlich festhält, wobei weiterhin eine separate Nachbearbeitung des Kolbens für eine Aufnahme des Transportsicherungselements vermieden werden soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Transportsicherungselement einen Abstützabschnitt aufweist, wobei in der Transportstellung zumindest ein erster Stegbereich des Abstützabschnitts mit einer Stirnseite des Kolbens in Anlage befindlich ist und ein zweiter Stegbereich sich von dem ersten Stegbereich weg erstreckt (d.h. im Querschnitt des Abstützabschnitts betrachtet quer / schräg zu dem, in radialer Richtung verlaufenden, ersten Stegbereich bzw. in eine von der Richtung des ersten Stegbereichs abweichende Richtung), wobei eine Innenseite (d.h. in Richtung Kolben gerichtet) des ersten Stegbereichs an der Stirnseite des Kolbens anliegt und eine in die gleiche Richtung wie die Stirnseite weisende Außenseite des Abstützabschnitts an einem hakenförmigen Vorsprung des Gehäuses anliegt.
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Dadurch ist ein Transportsicherungselement zur Verfügung gestellt, das den Kolben entlang des Umfangs besonders schonend festhält. Separate Aufnahmenuten für das Transportsicherungselement im Kolben können vermieden werden, wodurch die Herstellung insbesondere des Transportsicherungselements wesentlich kostengünstiger möglich ist. Der erste Stegbereich hält den Kolben in der Transportstellung. Der zweite Stegbereich dient zumindest der Sicherung des Transportsicherungselements gegen ein unbeabsichtigtes Lösen. Die von der Innenseite des Abstützabschnitts abgewandte Außenseite wirkt mit dem ersten Stegbereich derart zusammen, dass die Relativstellung des Kolbens zum Gehäuse festgelegt wird.
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Der zweite Stegbereich ist zumindest in radialer Richtung in dem Gehäuse abgestützt. Dadurch kann eine sichere Abstützung an Kolben und Gehäuse verwirklicht werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Es ist von Vorteil, wenn das Transportsicherungselement als ein stiftförmiges, sich vorzugsweise im Wesentlichen gerade erstreckendes Bauteil ausgebildet ist und/oder der zweite Stegbereich, in Axialrichtung des Kolbens betrachtet, länger oder kürzer als der erste Stegbereich ist. Dadurch wird der Herstellungsaufwand des Transportsicherungselements weiter verringert.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn das Transportsicherungselement zumindest im Bereich des Abstützabschnitts einen L-förmigen, vorzugsweise einen Doppel-L-förmigen, weiter bevorzugt einen S-förmigen oder noch weiter bevorzugt einen Z-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der erste Stegbereich, im Querschnitt betrachtet, als ein erster Schenkel des Querschnitts und der zweite Stegbereich als ein zweiter Schenkel des Querschnitts ausgebildet sind und/oder zumindest ein weiterer, dritter Stegbereich des Abstützabschnitts als ein dritter Schenkel des Querschnitts ausgebildet ist. Der dritte Stegbereich dient dabei vorzugsweise wiederum zur axialen Abstützung im Gehäuse. Weitere Stegbereiche sind je nach Querschnittsform zusätzlich ausbildbar. Dadurch sind Querschnitte umgesetzt, die insbesondere in radialer Richtung eine stabile Abstützung ausbilden.
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Liegt eine Innenseite des ersten Stegbereichs in der Transportstellung an der Stirnseite des Kolbens an, kann der Abstützabschnitt besonders platzsparend in dem Gehäuse angeordnet werden. Der Bauraum für die Aufnahme des Transportsicherungselements wird dadurch weiter verringert.
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In diesem Zusammenhang ist es weiterhin auch von Vorteil, wenn eine von der Innenseite abgewandte Außenseite des ersten Stegbereichs in der Transportstellung an einem hakenförmigen Vorsprung des Gehäuses anliegt. Somit ist das Transportsicherungselement ausreichend und sicher abgestützt.
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Ist eine Innenseite des zweiten Stegbereichs wiederum in der Transportstellung einer Außenmantelseite des Kolbens zugewandt angeordnet, kann die L-förmige Struktur weiterhin platzsparend angeordnet werden. Diese Innenseite des zweiten Stegbereichs dient vorzugsweise ebenfalls als eine Anschlagsfläche für die Außenmantelseite, um die radiale Beweglichkeit des Kolbens einzuschränken. Weiter bevorzugt ist es jedoch auch möglich, diese Innenseite beabstandet zu der Außenmantelseite anzuordnen, um dem Kolben ein gewisses radiales Spiel während des Transports zu ermöglichen. Dadurch ist der Kolben auch in radialer Richtung sicher geführt.
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Zweckmäßig ist es weiterhin, wenn eine von der Innenseite des zweiten Stegbereichs abgewandte Außenseite des zweiten Stegbereichs in der Transportstellung an dem Gehäuse in radialer Richtung abgestützt ist. Dadurch ist die Lage des Transportsicherungselements auch in radialer Richtung gesichert. Besonders bevorzugt liegt diese Außenseite des Stegbereichs an einer Innenumfangsseite des hakenförmigen Vorsprungs des Gehäuses an. Dadurch ist das Gehäuse besonders kompakt ausgestaltbar.
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Ist der zweite Stegbereich in einer Ausnehmung des Gehäuses in der Transportstellung positioniert, ist das Transportsicherungselement besonders kompakt in der Transportstellung integrierbar.
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Ist das Transportsicherungselement weiterhin aus einem profilierten Draht hergestellt, ist eine nach dem Urformen des Rohmaterials des Transportsicherungselements nachgelagerte Nachbearbeitung möglichst vereinfacht.
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Zweckmäßig ist es zudem auch, wenn die beiden Stegbereiche des Transportsicherungselements, im Querschnitt betrachtet, im Wesentlichen senkrecht zueinander verlaufend angeordnet sind. Dadurch ist das Transportsicherungselement weiter platzsparend ausgestaltet.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist durch die erfinderische Lösung die Verwendung eines profilierten Transportsicherungsstifts (Transportsicherungselement) umgesetzt. Dieser Transportsicherungsstift liegt am Kolbenaußendurchmesser (Außenmantelseite) und an der Stirnfläche / Stirnseite an und erfordert somit keine besondere Kontur des Kolbens. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der verwendete „glatte“ Kolben universell in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz kommen kann und somit die Variantenvielfalt reduziert wird. Der Transportsicherungsstift kann kostengünstig aus einem profilierten Draht oder als Kunststoffformteil ausgeführt sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, in zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung veranschaulicht sind, näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittdarstellung der ersten Ausführungsform, wobei die Spannvorrichtung ein Transportsicherungselement mit L-förmigem Abstützabschnitt hat, und
- 2 eine Längsschnittdarstellung der zweiten Ausführungsform, wobei der Abstützabschnitt des Transportsicherungselements Doppel-L-förmig ist.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 in Form eines Kettenspanners anschaulich dargestellt. Die Spannvorrichtung 1 dient im Betriebszustand eines Otto- oder Dieselmotors eines Kraftfahrzeugs dem Spannen eines Zugmittels, hier eine Kette eines Kettentriebs.
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Die Spannvorrichtung
1 weist ein Gehäuse
2 auf, das zu einer axialen Seite hin geöffnet ist. Innerhalb des Gehäuses
2 ist in einem sich zylindrisch erstreckenden Grundabschnitt
17 ein Kolben
3 in axialer Richtung relativ zum Gehäuse
2 verschiebbar gelagert. Die Spannvorrichtung
1 ist als hydraulische Spannvorrichtung
1 ausgestaltet. Folglich ist der Kolben
3 mittels eines hydraulischen Druckraums
9 sowie einer Federeinrichtung
10 sowohl federelastisch als auch gedämpft im Gehäuse
2 verschieblich gelagert. Die Spannvorrichtung
1 funktioniert prinzipiell wie die in der
DE 10 2004 041975 A1 offenbarte Spannvorrichtung, deren Offenbarungsgehalt deshalb auch als hierin integriert gelten soll.
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Die Spannvorrichtung 1 ist in einer Transportstellung, d.h. in jener Stellung, in der die Spannvorrichtung 1 nach dem Zusammenbau zum Endkunden zur letztendlichen Montage an der Verbrennungskraftmaschine verbracht wird, mit einem Transportsicherungselement 4 versehen. Das Transportsicherungselement 4 ist in dieser Transportstellung derart in der Spannvorrichtung 1 eingesetzt, dass es quer zum Kolben 3, d.h. bezüglich der Längsachse des Kolbens 3 quer sowie unter Anlage am Kolben 3 in das Gehäuse 2 eingeschoben / in dem Gehäuse 2 angeordnet / abgestützt / gehalten ist. Das Transportsicherungselement 4 ist dabei von außen derart in das Gehäuse 2 eingeschoben, dass eine Verschiebung des Kolbens 3 in zumindest einer ersten axialen Richtung, nämlich aus dem Gehäuse 2 hinaus, blockiert ist. Zum Entfernen des Transportsicherungselements 4 in einem verbrennungskraftmaschinenseitig montierten Zustand ist ein sich zur Umgebung des Gehäuses 2 hinaus erstreckendes und zwecks Übersichtlichkeit nicht weiter dargestelltes Ende des Transportsicherungselements 4 vorgesehen. Dadurch kann das Transportsicherungselement 4 einfach nach erfolgter Montage herausgezogen werden.
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Das Transportsicherungselement 4 weist einen Abstützabschnitt 5 mit einem L-förmigen Querschnitt auf, wobei in der in 1 dargestellten Transportstellung zumindest ein erster Stegbereich 6 des Abstützabschnitts 5 an einer Stirnseite 7 des Kolbens 3 angedrückt ist / anliegt. Ein zweiter Stegbereich 8 des Abstützabschnitts 5 erstreckt sich in axialer Richtung des Kolbens 3 von dem ersten Stegbereich 6 weg und ist in dem Gehäuse 2 in radialer Richtung abgestützt.
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In der Transportstellung ist der Kolben 3 an seiner Stirnseite 7, die aus dem sich öffnenden Gehäuse 2 hinausgewandt ist, durch das Transportsicherungselement 4 gehalten. Der als Hohlkolben ausgebildete Kolben 3 weist eine im Wesentlichen glatte, zylindrische Außenseite 11 auf, die sich entlang der axialen Erstreckung des Kolbens 3 mit einem gleichbleibenden Durchmesser durchgehend erstreckt. Die Außenseite 11 kann jedoch auch Verjüngungen / Unebenheiten / Absätze oder Ausnehmungen (etwa ausgedrehte Bereiche) aufweisen. Mit dem zweiten Stegbereich 8 ragt das Transportsicherungselement 4 einerseits in eine kantige / rechteckförmige Ausnehmung 12 des Gehäuses 2 hinein und andererseits mit dem ersten Stegbereich 6 in radialer Richtung nach innen (zur Kolbenmitte hin) aus dieser Ausnehmung 12 hinaus, so dass ein radialer Innenbereich des ersten Stegbereichs 6 unmittelbar an der Stirnseite 7 des Kolbens 3 in der Transportstellung anliegt.
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In axialer Richtung betrachtet, weist jeder der Stegbereiche 6, 8 eine Innen- und eine Außenseite auf. Gemäß der Lage in der Transportstellung weist der erste Stegbereich 6 eine erste Innenseite 13 und eine dieser abgewandte erste Außenseite 14 auf. Die erste Innenseite 13 bildet jene axiale Seite des ersten Stegbereichs 6, die in der Transportstellung dem Kolben 3 zugewandt ist und diesen berührt. Die erste Außenseite 14 ist jene axiale Seite des ersten Stegbereichs 6, die dem Kolben 3 bzw. dessen Stirnseite 7 abgewandt ist und (durch die Kolbenvorspannung aus dem Gehäuse 2 hinaus) an dem Gehäuse 2 in axialer Richtung abgestützt / angedrückt ist. Der zweite Stegbereich 8 weist eine radiale zweite Innenseite 15 und eine radiale zweite Außenseite 16 auf, die radial außerhalb der zweiten Innenseite 15 von dieser abgewandt angeordnet ist. Die zweite Innenseite 15 ist folglich jene Seite des zweiten Stegbereichs 8, die in der Transportstellung der Außenmantelseite 11 des Kolbens 3 zugewandt ist. Die zweite Außenseite 16 ist jene Seite des zweiten Stegbereichs 8, die von der Außenmantelseite 11 abgewandt ist und sich in radialer Richtung im Bereich der Ausnehmung 12 am Gehäuse 2 abstützt.
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Das Transportsicherungselement 4 ist als ein profiliertes Band- / Drahtelement aus einem Stahlband hergestellt. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, das Transportsicherungselement 4 aus einem Kunststoffmaterial, etwa aus einem Kunststoffformteil, herzustellen.
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Das Transportsicherungselement 4 ist im Wesentlichen als gerade verlaufender, profilierter Stift ausgebildet, wonach folglich die Ausnehmung 12 ebenfalls als eine sich im Wesentlichen gerade erstreckende Ausnehmung (in Form eines Durchgangslochs oder Sacklochs) ausgebildet ist. Das Transportsicherungselement 4 ist in der Transportstellung entlang einer Umfangsebene des Kolbens 3 positioniert.
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Die Ausnehmung 12 ist bei genauerer Betrachtung weiterhin durch einen sich in axialer Richtung von einem im Wesentlichen kreisrunden Grundabschnitt 17 des Gehäuses 2 weg erstreckenden hakenförmigen Vorsprung 18 gebildet. Der Vorsprung 18 weist an einer dem Kolben 3 zugewandten Innenseite die als Längsnut ausgebildete Ausnehmung 12 auf. An einer dem Grundabschnitt 17 abgewandten Seite erstreckt sich der Vorsprung 18 soweit in radialer Richtung wieder nach innen, dass die erste Außenseite 14 des ersten Stegbereichs 6 durch den Vorsprung 18 unmittelbar abgestützt ist. Die beiden Stegbereiche 6 und 8 sind entlang des Abstützabschnitts 5 im Wesentlichen um 90° zueinander angestellt.
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Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 1 ist in 2 dargestellt, wobei diese zweite Ausführungsform gemäß der ersten Ausführungsform ausgestaltet ist und funktioniert und nachfolgend der Kürze wegen lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Das Transportsicherungselement 4 ist im Bereich des Abstützabschnitts 5 Doppel-L-förmig ausgeformt. Der erste Stegbereich 6 ist dabei wiederum jener Bereich des Abstützabschnitts 5, der sich (im Querschnitt betrachtet) in radialer Richtung erstreckt. Die erste Innenseite 13 ist dabei wiederum in Kontakt mit der Stirnseite 7 des Kolbens 3. Da der erste Stegbereich 6 weiterhin außerhalb der Ausnehmung 12, d.h. außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist, ist die erste Außenseite 14 ebenfalls außerhalb der Ausnehmung 12 angeordnet und nicht mit dem Gehäuse 2 / dem Vorsprung 18 in Kontakt.
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Der zweite Stegbereich 8 ist wiederum jener Bereich des Abstützabschnitts 5, der sich (im Querschnitt betrachtet) in der Transportstellung im Wesentlichen in axialer Richtung des Kolbens 3 (d.h. senkrecht zum ersten Stegbereich 6) erstreckt. Der zweite Stegbereich 8 erstreckt sich derart weit in axialer Richtung von dem ersten Stegbereich 6 aus in das Gehäuse 2 hinein, dass der zweite Stegbereich 8 wiederum in die Ausnehmung 12 hineinragt und direkt in radialer Richtung im Bereich der Ausnehmung 12 an dem Gehäuse 2 mit der zweiten Außenseite 16 abgestützt ist.
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Auch ist der zweite Stegbereich 8 (indirekt) in axialer Richtung in dem Gehäuse 2 gehalten. Dazu weist der zweite Stegbereich 8 an einem dem ersten Stegbereich 6 abgewandten axialen Ende (im Querschnitt betrachtet) einen sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden dritten Stegbereich 19 auf. Der dritte Stegbereich 19 bildet wiederum eine erste axiale Stirnfläche, die als dritte Außenseite 21 bezeichnet ist und in die gleiche Richtung wie die Stirnseite 7 weist, und eine von der ersten axialen Stirnfläche abgewandte zweite Stirnfläche auf, die als dritte Innenseite 20 bezeichnet ist. Mit der dritten Außenseite 21 ist das Transportsicherungselement 4 dann wiederum an dem Gehäuse 2 in Ausfahrrichtung des Kolbens 3 abgestützt. Der dritte Stegbereich 19 erstreckt sich senkrecht zum zweiten Stegbereich 8 radial nach außen weg und verläuft parallel zum ersten Stegbereich 6. Das Transportsicherungselement 4 ist somit wahlweise oder gleichzeitig zu der zweiten Außenseite mit der dritten Außenseite 21 am Gehäuse 2 in radialer Richtung abgestützt. Der dritte Stegbereich 19 dient zudem zusätzlich zum zweiten Stegbereich 8 oder statt des zweiten Stegbereichs 8 als radiale bzw. axiale Anlagefläche an dem Gehäuse 2 / dem Vorsprung 18.
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Ein weiterer Vorteil der zweiten Ausführungsform ist, dass die Transportsicherung auch bei vorstehendem, d.h. in der Transportstellung aus dem Gehäuse 2 um einen gewissen Abstand hinausragenden Kolben 3 aus dem Gehäuse 2 realisiert ist. Das Gehäuse 2 kann somit kompakt und relativ unabhängig zum Kolben 3 ausgeführt sein. Durch den vorstehenden Kolben 3 sind zudem funktionelle Bauteile gegen eine Kollision mit dem Gehäuse 2 geschützt.
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In weiteren Ausführungsformen ist es zudem möglich, den Abstützabschnitt 5 des Transportsicherungselements 4 im Querschnitt nicht L-förmig oder Doppel-L-förmig, sondern mit S-förmigen, Z-förmigen oder anderen vorteilhaften Querschnittsformen auszugestalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spannvorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Kolben
- 4
- Transportsicherungselement
- 5
- Abstützabschnitt
- 6
- erster Stegbereich
- 7
- Stirnseite
- 8
- zweiter Stegbereich
- 9
- Druckraum
- 10
- Federeinrichtung
- 11
- Außenmantelseite
- 12
- Ausnehmung
- 13
- erste Innenseite
- 14
- erste Außenseite
- 15
- zweite Innenseite
- 16
- zweite Außenseite
- 17
- Grundabschnitt
- 18
- Vorsprung
- 19
- dritter Stegbereich
- 20
- dritte Innenseite
- 21
- dritte Außenseite
