DE102017106352A1 - Zugmittelspanner mit Rückschlagbegrenzer - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zugmittelspanner (1) für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), einem in dem Gehäuse (2) verschiebbar aufgenommenen Spannkolben (3) sowie einem den Spannkolben (3) in einer Sperrstellung an einem Einfahren in das Gehäuse (2) hinein hindernden Rastmechanismus (4), wobei der Rastmechanismus (4) ein zumindest eine Erhebung (5) ausbildendes und zwischen zwei einander entgegengerichteten gehäusefesten Anschlagsbereichen (6, 7) verlagerbares ringförmiges Rastelement (8) sowie eine an dem Spannkolben (3) angebrachte Rastkontur (9), in die das Rastelement (8) in der Sperrstellung mit der zumindest einen Erhebung (5) formschlüssig eingreift, aufweist, wobei das Rastelement (8) mehrere in einer axialen Richtung des Spannkolbens (3) aneinander angrenzende Erhebungen (5) aufweist, wobei die Erhebungen (5) und die Rastkontur (9) derart ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass jede Erhebung (5) in der Sperrstellung in eine Vertiefung (10) der Rastkontur (9) eingreift. Auch betrifft die Erfindung einen Zugmitteltrieb mit diesem Zugmittelspanner (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Zugmittelspanner für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse verschiebbar aufgenommenen Spannkolben sowie einem den Spannkolben in einer Sperrstellung an einem Einfahren in das Gehäuse hinein hindernden Rastmechanismus, wobei der Rastmechanismus ein zumindest eine Erhebung ausbildendes und zwischen zwei einander (in einer axialen Richtung des Spannkolbens) entgegengerichteten gehäusefesten Anschlagsbereichen verlagerbares ringförmiges (gesamtheitlich ringförmig ausgestaltetes) Rastelement sowie eine an dem Spannkolben angebrachte Rastkontur, in die das Rastelement in der Sperrstellung mit der zumindest einen Erhebung formschlüssig eingreift, aufweist. Somit ist der Zugmittelspanner mit einem durch den Rastmechanismus umgesetzten Rückschlagbegrenzer ausgestattet. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Zugmitteltrieb mit diesem Zugmittelspanner.
  • Gattungsgemäße Zugmittelspanner sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Die US 5 931 754 A offenbart beispielhaft einen Zugmittelspanner für eine Kette oder einen Riemen einer Verbrennungskraftmaschine. Weiterer Stand der Technik ist mit der US 4 772 251 A sowie der US 4 822 320 A offenbart.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Zugmittelspanner haben hinsichtlich ihres Rastmechanismus jedoch häufig den Nachteil, dass sie entweder im Aufbau relativ aufwändig ausgestaltet sind oder eine Verrasterung nur in relativ großen Verschiebeabständen des Spannkolbens, durch die vorgegebene Rastkontur am Spannkolben, möglich ist.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen rückschlagbegrenzten Zugmittelspanner zur Verfügung zu stellen, dessen Spannkolben bei einem einfachen Aufbau in möglichst kleinen Schritten fixierbar ist.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Rastelement mehrere in einer axialen Richtung des Spannkolbens aneinander angrenzende Erhebungen aufweist, wobei die Erhebungen und die Rastkontur derart ausgestaltet sowie aufeinander abgestimmt sind, dass jede Erhebung in der Sperrstellung in eine Vertiefung der Rastkontur eingreift.
  • Durch diese Ausgestaltung ist ein besonders kostengünstig herstellbarer Zugmittelspanner umgesetzt, bei dem lediglich der Spannkolben mit der entsprechenden Rastkontur zu versehen und ein entsprechend angepasstes Rastelement vorzusehen ist. Insbesondere werden dadurch aufwändige Hebelmechanismen vermieden. Dadurch wird der Aufbau wesentlich vereinfacht sowie dauerfest ausgebildet. Gleichzeitig ist eine besonders feine Justierung des Spannkolbens möglich, sodass dieser in relativ kleinen Schritten nachstellbar ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
  • Weist das Rastelement einen ringförmigen Grundabschnitt auf, der in der axialen Richtung des Spannkolbens gesehen zwischen einem ersten (gehäusefesten) Anschlagsbereich und einem zweiten (gehäusefesten) Anschlagsbereich begrenzt verschiebbar / verlagerbar (aufgenommen) ist, ist eine Aufnahme des Rastelementes weiter vereinfacht.
  • Weist das Rastelement mehrere in einer Umfangsrichtung (in Bezug auf den Spannkolben) nebeneinander angeordnete / aneinandergereihte Armsegmente auf, wobei an einem radial nach innen gerichteten Umfangsbereich (Spitzenbereich) jedes Armsegmentes die Erhebungen ausgebildet sind, lässt sich das Rastelement auf besonders einfache Weise aus einem einzigen Bauteil ausbilden.
  • In diesem Zusammenhang ist es insbesondere zweckmäßig, wenn jedes Armsegment in einer radialen Richtung des Spannkolbens / des Rastelementes (nach außen) von der Rastkontur weg elastisch verformbar ist.
  • Diesbezüglich ist es weiter von Vorteil, wenn jedes Armsegment derart verformbar ist, dass es mit seinen Erhebungen bei einem Bewegen des Spannkolbens in einer Ausfahrrichtung (d.h. einer Verschieberichtung aus dem Gehäuse hinaus) selbsttätig außer Eingriff mit den Vertiefungen gelangt und eine relative Verschiebbarkeit dadurch zwischen dem Spannkolben und dem Rastelement ermöglicht. Dadurch ist eine besonders effektive Ausgestaltung des Rastelementes umgesetzt.
  • Hinsichtlich der Verformbarkeit ist es auch zweckdienlich, wenn jedes Armsegment schräg zu einer gedachten Radialebene, zu der eine Längsachse des Spannkolbens normal ausgerichtet ist, sowie schräg zu der Längsachse des Spannkolbens von dem Grundabschnitt aus in radialer Richtung nach innen verläuft. Jedes Armsegment erstreckt sich von dem Grundabschnitt aus in der Ausfahrrichtung des Spannkolbens schräg radial nach innen. Dadurch ist die Geometrie des Rastelementes besonders einfach ausgestaltet.
  • In diesem Zusammenhang ist es besonders zweckmäßig, wenn das Rastelement (mit jedem Armsegment) zumindest drei, besonders bevorzugt zumindest vier, weiter bevorzugt exakt vier in axialer Richtung des Spannkolbens aneinander angrenzende Erhebungen aufweist. Insbesondere weist jedes Armsegment die gleiche Anzahl an Erhebungen auf. Dadurch ergibt sich eine besonders robuste Abstützung des Spannkolbens in der Sperrstellung.
  • Hinsichtlich des Rastelementes ist es weiter von Vorteil, wenn dieses aus einem Kunststoffmaterial, weiter bevorzugt aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial ausgeformt ist / besteht. Besonders bevorzugt ist das Rastelement aus einem Polyamid(PA)-Werkstoff, weiter bevorzugt einem faserverstärkten Polyamid-Werkstoff, ausgeformt. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Rastelement aus einem PA66-GF25H ausgeführt ist.
  • Das Rastelement ist durch das entsprechende Material zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass es eine Scherfestigkeit von 75 MPa aufweist. Bei einer vorzugsweise in Bezug auf eine Projektionslinie umgesetzten Scherfläche (im Bereich jeder Erhebung) von 13,8 mm2, ist es somit möglich, dass je Erhebung 1035 N sicher abgestützt werden. Da jedoch mehrere, nämlich insgesamt vier, Erhebungen vorhanden sind, ist es möglich eine Kraft bis 4140 N durch den Rastmechanismus abzustützen.
  • Der Rastmechanismus samt Erhebungen sowie Vertiefungen ist so ausgebildet, dass der Spannkolben bis zu einer Schubkraft von 1000 N in seiner Einfahrrichtung gesperrt bleibt, in seiner Ausfahrrichtung des Spannkolbens jedoch bei weniger als 10 N öffnet. Dadurch ist eine besonders effektive Verschiebbarkeit des Spannkolbens in der gewünschten Richtung umgesetzt.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Erhebungen eine erste Sägezahnstruktur und/oder die Rastkontur eine zweite Sägezahnstruktur ausbilden, wobei die Sägezahnstrukturen vorzugsweise komplementär / gegensinnig zueinander ausgebildet sind.
  • Ist ein axialer Abstand zwischen einer ersten Erhebung und einer an die erste Erhebung (unmittelbar / direkt) benachbart anschließenden zweiten Erhebung (in Bezug auf deren Gipfelbereiche) und/oder ein axialer Abstand zwischen einer ersten Vertiefung und einer an die erste Vertiefung (unmittelbar / direkt) benachbart anschließenden zweiten Vertiefung (in Bezug auf deren Talbereiche) kleiner als 2 mm, besonders bevorzugt kleiner als 1,5 mm, weiter bevorzugt kleiner als 1 mm, noch weiter bevorzugt um 0,6 mm, ist eine besonders feine Rastierung ausgebildet, sodass der Spannkolben in sehr kleinen Schritten jeweils in die Sperrstellung verbringbar ist.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Zugmitteltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine mit dem erfindungsgemäßen Zugmittelspanner nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
  • In anderen Worten ausgedrückt, ist durch das erfindungsgemäße Konzept ein Zugmittelspanner umgesetzt, der einen Stopperring (Rastelement) mit einem Ringabschnitt (Grundabschnitt), Rahmen sowie Vorsprüngen (Erhebungen) aufweist, die in Kontakt mit Rillen (Vertiefungen) des Kolbens (Spannkolbens) gelangen. Der Abstand zwischen den Vorsprüngen ist reduziert.
  • Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Längsschnittdarstellung eines teilweise abgebildeten erfindungsgemäßen Zugmittelspanners nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Zugmittelspanner im Bereich seines zwischen einem Spannkolben und einem Gehäuse wirkenden Rastmechanismus gezeigt ist,
    • 2 eine Vorderansicht des Zugmittelspanners nach 1, in der eine gesamtheitliche Erstreckung eines Rastelementes des Rastmechanismus gut erkennbar ist und die den Längsschnitt nach 1 kennzeichnende Schnittlinie mit „I-I“ eingezeichnet ist,
    • 3 eine Detailansicht des in den 1 und 2 eingesetzten geschnitten dargestellten Rastelementes, wobei eine Ausbildung sowie Anordnung mehrerer Erhebungen an einem Armsegment gut erkennbar sind,
    • Fign. 4a bis 4c Längsschnittdarstellungen eines Zusammenbaus aus dem Rastelement und dem Spannkolben, wobei aus der Kombination der einzelnen 4a bis 4c miteinander die Funktion des Rastmechanismus hervorgeht, und wobei in 4a das Rastelement eine derartige Verschiebung relativ zu dem Spannkolben (gemäß einer Bewegung des Spannkolbens in seiner Einfahrrichtung) erfährt, dass der Spannkolben in einer Sperrstellung verschiebefest an dem Rastelement abgestützt ist, in 4b das Rastelement eine derartige Verschiebung relativ zu dem Spannkolben (gemäß einer Bewegung des Spannkolbens in seiner Ausfahrrichtung) erfährt, dass der Spannkolben relativ zu dem Rastelement verschiebbar ist, und in 4c ein gegenüber 4a verschobene weitere Sperrstellung des Rastelementes an dem Spannkolben erreicht ist,
    • Fign. 5a bis 5d Längsschnittdarstellungen des Zugmittelspanners nach 1, wobei in den einzelnen 5a bis 5d die unterschiedlichen Verschiebestellungen des Spannkolbens sowie des Rastelementes relativ zu dem Gehäuse veranschaulicht sind, und wobei in 5a das Rastelement an einem ersten gehäusefesten Anschlagsbereich abgestützt ist, sodass der Spannkolben vor einem Verschieben in seiner Einfahrrichtung gehindert ist, in 5b das Rastelement an einem dem ersten Anschlagsbereich axial entgegengesetzten zweiten gehäusefesten Anschlagsbereich abgestützt ist, wobei der Spannkolben 3 noch relativ zu dem Rastelement gesperrt ist, in 5c das Rastelement gegenüber der Sperrstellung der 5a und 5b relativ zu dem Spannkolben verschoben sowie wiederum in einer Rastkontur des Spannkolbens eingerastet ist, und in 5d das Rastelement wiederum zum Sperren des Spannkolbens bei dessen Bewegung in Einfahrrichtung in Anlage mit dem ersten Anschlagsbereich ist,
    • Fign. 6a bis 6d Längsschnittdarstellungen des Zugmittelspanners nach 1 zur Veranschaulichung eines bevorzugten Montagevorgangs des Zugmittelspanners, wobei gemäß 6a zunächst der Spannkolben in das Gehäuse vollständig eingeschoben wird, im Anschluss daran nach 6b das Rastelement derart in das Gehäuse eingebracht wird, dass es zwischen den Anschlagsbereichen verschiebbar aufgenommen ist, dann nach 6c der Spannkolben derart in das Rastelement eingeschoben wird, dass die Erhebungen des Rastelementes in Eingriff mit der Rastkontur am Spannkolben gelangen, sodass der Spannkolben nach 6d schließlich bei einem Verschieben in Einfahrrichtung durch das Rastelement abgestützt ist.
  • Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist der erfindungsgemäße Zugmittelspanner 1 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Der Zugmittelspanner 1 dient in seinem Betrieb zum Spannen eines Endloszugmittels, wie eines Riemens oder einer Kette. Insbesondere sind das Endloszugmittel sowie der Zugmittelspanner 1 Teil eines Ventiltriebs, wobei das Endloszugmittel eine Kurbelwelle mit einer Nockenwelle rotatorisch koppelt. Der Zugmittelspanner 1 ist bevorzugt als ein hydraulischer Zugmittelspanner ausgebildet. Alternativ ist der Zugmittelspanner 1 jedoch auch als mechanischer Zugmittelspanner ausgeführt.
  • Der Zugmittelspanner 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Spannkolben 3 verschiebbar aufgenommen ist. Der Spannkolben 3 ist in einem zylindrischen Wandungsbereich 16 des Gehäuses 2 geführt. Der Spannkolben 3 ragt mit einem gewissen Längsbereich aus einer Öffnung 15 des Gehäuses 2 / im Wandungsbereich 16 hinaus. Der Spannkolben 3 ist so ausgestaltet, dass er auch in seiner in 1 umgesetzten (eingefahrenen) Verschiebestellung noch mit seiner Stirnseite 17 aus dem Wandungsbereich 16 hinausragt /axial außerhalb der Öffnung 15 angeordnet ist. Mit der Stirnseite 17 ist der Spannkolben 3 im Betrieb auf übliche Weise mit einem Spannelement zum Spannen des Endloszugmittels weiter verbunden. Auch kann die Stirnseite 17 prinzipiell direkt an das Endloszugmittel im Betrieb angedrückt sein.
  • Nach einer fertigen Montage des erfindungsgemäßen Zugmittelspanners 1, wie nachfolgend in Bezug auf die 6a bis 6d beschrieben, nimmt der Spannkolben seine eingefahrene Verschiebstellung nach 1 ein. Um den Spannkolben 3 in dieser eingefahrenen Verschiebestellung vor einem weiteren Einfahren zu hindern und eine Rückschlagbegrenzung zu schaffen, ist ein Rastmechanismus 4 vorgesehen. Der Rastmechanismus 4 weist ein ringförmig ausgestaltetes Rastelement 8 auf, das an seiner Innenumfangsseite mehrere Erhebungen 5 aufweist. Die Erhebungen 5 greifen in der als Sperrstellung umgesetzten Verschiebestellung nach 1 in komplementär zu ihnen ausgebildete Vertiefungen 10 einer Rastkontur 9 des Spannkolbens 3 ein. Die Rastkontur 9 ist auf einer Außenumfangsseite des Spannkolbens 3 umgesetzt.
  • Das Rastelement 8 ist zudem zwischen zwei axialen Anschlagsbereichen 6 und 7 des Gehäuses 2 beschränkt verschiebbar. Der axiale Abstand zweier einander zugewandter Anschlagsflächen der Anschlagsbereiche 6, 7, mit denen das Rastelement 8 zusammenwirkt, ist daher größer als eine in axialer Richtung gemessene Dicke des Rastelementes 8.
  • Wie in 3 auch zu erkennen, sind an der Innenumfangsseite des Rastelementes 8 vier Erhebungen 5 vorgesehen. Die Erhebungen 5 sind gleich ausgebildet. Jede dieser Erhebungen 5 greift in eine Vertiefung 10 / Vertiefungsrille des Spannkolbens 3 ein. Die Erhebungen 5 sind in axialer Richtung nebeneinander angeordnet und bilden zusammen im Wesentlichen eine (erste) Sägezahnstruktur 14a aus. Auch die Vertiefungen 10 sind in axialer Richtung aneinandergereiht und bilden eine (zweite) Sägezahnstruktur 14b aus, die komplementär zur ersten Sägezahnstruktur 14a ausgestaltet ist. Die Anzahl der Vertiefungen 10 ist um ein Vielfaches größer als die Anzahl der Erhebungen. Die Rastkontur 9 weist insbesondere mehr als zwanzig, bevorzugt mehr als fünfundzwanzig, hier neunundzwanzig Vertiefungen 10 auf.
  • Die gesamtheitliche Struktur des Rastelementes 8 ist auch besonders gut in 2 zu erkennen. Das Rastelement 8 weist einen ringförmigen, in Umfangsrichtung geschlossen verlaufenden, Grundabschnitt 11 auf. Dieser Grundabschnitt 11 ist, wie in dem Längsschnitt der 1 und 3 zu erkennen, im Wesentlichen rechteckförmig ausgestaltet. Von diesem Grundabschnitt 11 aus erstrecken sich mehrere, in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Armsegmente 12 in radialer Richtung nach innen. Jedes der Armsegmente 12 ist gleich ausgestaltet. Ein Armsegment 12 ist in 3 im Schnitt exemplarisch für alles weiteren Armsegmente 12 zu erkennen. Das Armsegment 12 erstreckt sich nicht ausschließlich in radialer Richtung von dem Grundabschnitt 11 aus nach innen, sondern auch um einen gewissen Betrag in axialer Richtung. Somit ergibt sich eine angestellte Erstreckung des Armsegmentes 12 einerseits relativ zu der Längsachse 13, andererseits zu einer gedachten Radialebene, zu der die Längsachse 13 normal gerichtet ist. Insbesondere erstreckt sich das Armsegment 12 derart schräg, dass es einen Winkel zwischen 30° und 60°, besonders bevorzugt um ca. 45° relativ zu der Längsachse 13 ausbildet. Das Armsegment 12 erstreckt sich von einem dem ersten Anschlagsbereich 6 axial zugewandten Innenbereich des Grundabschnittes 11 aus quer zu dem zweiten Anschlagsbereich 7 hin. Jedes Armsegment 12 bildet die vier Erhebungen 5 an einem radial nach innen gerichteten freien Ende aus.
  • Die Armsegmente 12 sind elastisch in radialer Richtung vorspannbar / verformbar. Insbesondere sind die Armsegmente 12 derart ausgebildet, dass sie sich selbsttätig bei einer Bewegung des Spannkolbens 3 in seiner Ausfahrrichtung sowie bei Anlage des Rastelementes 8 an dem zweiten Anschlagsbereich 7 in radialer Richtung nach außen verformen lassen. Auch sind die Armsegmente 12 in 1 bereits in radialer Richtung vorgespannt, sodass die Erhebungen 5 mit einer bestimmten Vorspannkraft in die Vertiefungen 10 eingedrückt sind. Somit ist in der in 1 umgesetzten Sperrstellung des Spannkolbens 3 relativ zu dem Rastelement 8 jede Erhebung 5 in einer Vertiefung 10 eingeschoben / eingerastet. Dadurch ist das Rastelement 8 formschlüssig mit dem Spannkolben 3 verbunden und sichert den Spannkolben 3 (sowie aufgrund der Anlage des Rastelementes 8 an dem ersten Anschlagsbereich 6 vor einem weiteren Einschieben in seiner Einfahrrichtung.
  • Die Wirkungsweise des Rastmechanismus 4 ist auch besonders gut in Zusammenwirkung mit den 4a bis 4c erkennbar. Insbesondere ist in diesen Figuren die elastische Verformbarkeit der Armsegmente 15 erkennbar. Gemäß 4a dient das Rastelement 8 im Betrieb bei Anschlag an den ersten Anschlagsbereich 6 zum Sperren des Spannkolbens 3 relativ zum Gehäuse 2 in seiner Einfahrrichtung. Dabei stützen die Erhebungen 5 durch formschlüssigen Eingriff in die Vertiefungen 10 den Spannkolben 3 in axialer Richtung ab. Der erste Bezugspfeil 18 veranschaulicht eine entsprechende resultierende Kraft, die bei einem Drücken des Spannkolbens 3 in seiner Einfahrrichtung auf das Rastelement 8 wirkt. Wird der Spannkolben 3 nun in seiner Ausfahrrichtung, d.h. entgegen der Einfahrrichtung axial bewegt und kommt schließlich das Rastelement 8 in Anlage mit dem zweiten Anschlagsbereich 7, so gelangt wie in den 4b und 4c angedeutet, aufgrund der elastischen Verformbarkeit des Armsegmentes 15 in radialer Richtung, der Spannkolben 3 außer formschlüssigem Kontakt mit dem Rastelement 8 und wird relativ zu dem Rastelement 8 in axialer Richtung verschoben. Der zweite Bezugspfeil 19 in 4b veranschaulicht eine beim Ausfahren des Spannkolbens 3 sowie bei Anschlag des Rastelementes 8 an dem zweiten Anschlagsbereich 7 wirkende Verschiebekraft. In 4c ist das Rastelement 8 wiederum formschlüssig mit dem Spannkolben 3 verbunden, wobei die Armsegmente 12 in die gegenüber 4a axial anschließenden Vertiefungen 10 eingerastet sind.
  • Ein axialer Abstand zwischen zwei direkt benachbarten Vertiefungen 10 (in Bezug auf einen Talbereich) an der Außenfläche des Kolbens 3 sowie ein axialer Abstand zwischen zwei direkt benachbarten Erhebungen 5 (in Bezug auf einen Gipfelbereich) ist um die 0,6 mm. Die Tiefe (Erstreckung in radialer Richtung) einer Vertiefung 10 und somit auch die Höhe (Erstreckung in radialer Richtung) einer Erhebung 5 sind um die 0,2 mm. Der Grundabschnitt 11 ist ca. 5 mm breit (Erstreckung in axialer Richtung). Das Rastelement 8 ist samt des Grundabschnittes 11 sowie der Armsegmente 12 einteilig ausgebildet. Das Rastelement 8 ist aus einem PA66-GF25H hergestellt.
  • Ein ähnlicher Vorgang ist in den 5a bis 5d nochmals detailliert dargestellt, wobei hier zusätzlich die beiden Anschlagsbereiche 6, 7 dargestellt sind, in denen das Rastelement 8 im jeweiligen Verschiebezustand des Spannkolbens 3 in Anlage ist.
  • Gemäß den 6a bis 6d ist dann eine bevorzugte Montage des Zugmittelspanners 1 erkennbar, wobei gemäß 6a zunächst der Spannkolben 3 in das Gehäuse 2 vollständig (über die eingefahrene Verschiebestellung nach 1 hinaus) eingeschoben wird, im Anschluss daran nach 6b das Rastelement 8 derart in das Gehäuse 2 eingebracht wird, dass es zwischen den Anschlagsbereichen 6, 7 verschiebbar aufgenommen ist, dann nach 6c der Spannkolben 3 derart in das Rastelement 8 eingeschoben wird, dass die Erhebungen 5 des Rastelementes 8 in Eingriff mit der Rastkontur 9 am Spannkolben 3 gelangen, sodass der Spannkolben 3 nach 6d schließlich bei einem Verschieben in Einfahrrichtung durch das Rastelement 8 abgestützt ist.
  • In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Zugmittelspanner 1 (Spanner) für einen Ketten- oder Riementriebsystem einer Verbrennungskraftmaschine umgesetzt. Der Spanner 1 weist ein Gehäuse 2, einen Kolben (Spannkolben 3), einen Begrenzungsring (Rastelement 8) und einen Anschlag (Anschlagsbereich 6, 7) für den Begrenzungsring 8 auf. Der Kolben 3 ist in dem Gehäuse 2 eingeschoben. An der Außenfläche des Kolbens 3 sind Rillen 10 vorgesehen. Der Begrenzungsring weist 8 einen Ring (Grundabschnitt 11), Arme (Armsegmente 12) sowie Erhebungen 5 / Vorsprünge auf. Der Begrenzungsring 8 ist aus einem elastischen Material hergestellt. Die Arme 12 erstrecken sich diagonal von dem Ring 11 zu der Innenseite des Ringes 11 hin weg. Die Erhebungen 5 sind innerhalb der Spitze / des freien Endes des Arms 12 angeordnet. Der Anschlag 6, 7 begrenzt axiale rück- sowie vorwärtige Positionen des Begrenzungsrings 8. Der Begrenzungsring 8 ist derart auf dem Kolben 3 aufgesetzt, dass die Erhebungen 5 des Begrenzungsringes 8 in die Rillen 10 des Kolbens 3 eingreifen.
  • Der Begrenzungsring 8 ist bevorzugt aus einem elastischen Material, weiter bevorzugt aus einem Harz beispielhaft ausgestaltet. Ein Abstand zwischen den Rillen 10 an der Außenfläche des Kolbens 3 ist bevorzugt kleiner als 1 mm, hier 0,6mm. Dadurch wird eine besonders feine Rastierung umgesetzt. In 1 ist erkennbar, dass der Kolben 3 innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist. Die Rillen 10, die an der Außenfläche des Kolbens 3 angeordnet sind, können als Spiralrillen ausgeführt sein. Der Begrenzungsring 8 ist auf effektive Weise an dem Kolben 3 in Eingriff. Die Erhebungen 5 greifen in die Rillen 10 des Kolbens 3 ein. Dadurch wird der Begrenzungsring 8 nicht entlang des Kolbens 3 verschoben solange wie der Begrenzungsring 8 rückwärtig durch die vorwärtige Kraft des Anschlages 6 gedrückt wird. Der Anschlag 6, 7 begrenzt in axialer Richtung rückwärtig sowie vorwärtig jeweils eine Position des Begrenzungsringes 8. Wie in den 4 bis 6 erkennbar, wird der Ring 8 vorwärts gedrückt, sodass der Arm 12, da dieser als Führungsarm dient, stärker gehalten ist und der Ring 8 nicht verschoben wird. Wenn der Ring 8 rückwärtig bewegt wird, verbiegen sich die Arme 12 und die Erhebungen 5 gelangen außer Eingriff mit den Rillen 10, da der Arm 12 als Biegearm funktioniert. Der Begrenzungsring 8 rastet dann wiederum in die nächste Rillenposition ein.
  • Um den Begrenzungsring 8 zurückzusetzen, ist es notwendig den Kolben 3 vollständig aus dem Begrenzungsring 8 sowie aus dem Gehäuse 2 hinaus zu drücken, wobei im Anschluss dann der Zugmittelspanner 1 erneut zusammengebaut werden muss. Dabei ist es notwendig, dass der Kolben 3 vollständig aus dem Gehäuse 2 hinausgeschoben wird. Alternativ kann die Rille 10 an der Außenfläche des Kolbens 3 jedoch auch als eine Keilrille / in Umfangsrichtung keilförmig verlaufende Rille 10 ausgestaltet sein. Durch Verdrehen des Begrenzungsringes 8 sowie Drücken des Kolbens 3 kann dabei die Position des Begrenzungsringes 8 zurückversetzt werden. Alternativ hierzu ist es auch wiederum möglich ein Spezialwerkzeug zu verwenden, um die Arme 12 zu öffnen und den Begrenzungsring 8 entsprechend zu verschieben.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Zugmittelspanner
    2
    Gehäuse
    3
    Spannkolben
    4
    Rastmechanismus
    5
    Erhebung
    6
    erster Anschlagsbereich
    7
    zweiter Anschlagsbereich
    8
    Rastelement
    9
    Rastkontur
    10
    Vertiefung
    11
    Grundabschnitt
    12
    Armsegment
    13
    Längsachse
    14a
    erste Sägezahnstruktur
    14b
    zweite Sägezahnstruktur
    15
    Öffnung
    16
    Wandungsbereich
    17
    Stirnseite
    18
    erster Bezugspfeil
    19
    zweiter Bezugspfeil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5931754 A [0002]
    • US 4772251 A [0002]
    • US 4822320 A [0002]

Claims (10)

  1. Zugmittelspanner (1) für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), einem in dem Gehäuse (2) verschiebbar aufgenommenen Spannkolben (3) sowie einem den Spannkolben (3) in einer Sperrstellung an einem Einfahren in das Gehäuse (2) hinein hindernden Rastmechanismus (4), wobei der Rastmechanismus (4) ein zumindest eine Erhebung (5) ausbildendes und zwischen zwei einander entgegengerichteten gehäusefesten Anschlagsbereichen (6, 7) verlagerbares ringförmiges Rastelement (8) sowie eine an dem Spannkolben (3) angebrachte Rastkontur (9), in die das Rastelement (8) in der Sperrstellung mit der zumindest einen Erhebung (5) formschlüssig eingreift, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (8) mehrere in einer axialen Richtung des Spannkolbens (3) aneinander angrenzende Erhebungen (5) aufweist, wobei die Erhebungen (5) und die Rastkontur (9) derart ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass jede Erhebung (5) in der Sperrstellung in eine Vertiefung (10) der Rastkontur (9) eingreift.
  2. Zugmittelspanner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (8) einen ringförmigen Grundabschnitt (11) aufweist, der in der axialen Richtung des Spannkolbens (3) gesehen zwischen einem ersten Anschlagsbereich (6) und einem zweiten Anschlagsbereich (7) begrenzt verschiebbar ist.
  3. Zugmittelspanner (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (8) mehrere in einer Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Armsegmente (12) aufweist, wobei an einem radial nach innen gerichteten Umfangsbereich jedes Armsegmentes (12) die Erhebungen (5) ausgebildet sind.
  4. Zugmittelspanner (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Armsegment (12) in einer radialen Richtung von der Rastkontur (9) weg elastisch verformbar ist.
  5. Zugmittelspanner (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Armsegment (12) derart verformbar ist, dass es mit seinen Erhebungen (5) bei einem Bewegen des Spannkolbens (3) in einer Ausfahrrichtung außer Eingriff mit den Vertiefungen (10) gelangt und eine relative Verschiebbarkeit zwischen dem Spannkolben (3) und dem Rastelement (8) ermöglicht.
  6. Zugmittelspanner (1) nach Anspruch 2 und nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Armsegment (12) schräg zu einer gedachten Radialebene, zu der eine Längsachse (13) des Spannkolbens (3) normal ausgerichtet ist, sowie schräg zu der Längsachse (13) des Spannkolbens (3) von dem Grundabschnitt (11) aus in radialer Richtung nach innen verläuft.
  7. Zugmittelspanner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (8) zumindest drei in axialer Richtung des Spannkolbens (3) aneinander angrenzende Erhebungen (5) aufweist.
  8. Zugmittelspanner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (5) eine erste Sägezahnstruktur (14a) und/oder die Rastkontur (9) eine zweite Sägezahnstruktur (14b) ausbilden.
  9. Zugmittelspanner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Abstand zwischen einer ersten Erhebung (5) und einer an die erste Erhebung (5) benachbart anschließenden zweiten Erhebung (5) und/oder ein axialer Abstand zwischen einer ersten Vertiefung (10) und einer an die erste Vertiefung (10) benachbart anschließenden zweiten Vertiefung (10) kleiner als 2 mm, besonders bevorzugt kleiner als 1,5 mm, weiter bevorzugt kleiner als 1 mm, noch weiter bevorzugt um 0,6 mm beträgt.
  10. Zugmitteltrieb mit einem Zugmittelspanner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4772251A (en) 1986-10-30 1988-09-20 Ina Walzlager Schaeffler Kg Novel chain tightener assembly
US4822320A (en) 1987-07-07 1989-04-18 Tsubakimoto Chain Co. Ratchet-type tensioner with positive backlash
US5931754A (en) 1995-06-10 1999-08-03 Ina Walzlager Schaeffler Ohg Tensioner for a power transmitting member of an internal combustion engine

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