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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Kettentrieb mit einer Spannschiene und mit einem Kettenspanner, der einen Spannkolben, eine Spannkolbenaufnahme einer Grundplatte oder eines Gehäuses und eine Feder umfasst, sowie mit einem Sperrstift, der in eine Sperrstiftaufnahme der Spannvorrichtung entfernbar eingesetzt und an der Sperrstiftaufnahme drehbar gelagert ist und entlang der Sperrstiftdrehachse einen Vorsprung aufweist, der in Kontakt mit einer Kontur der Sperrstiftaufnahme gebracht werden kann.
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Die
DE 103 43 508 A1 offenbart eine Spanvorrichtung mit einem Sperrstift, der mittels Drehbewegung um dessen Drehachse in eine Arretierposition verbracht wird.
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Die
DE 100 59 119 A1 zeigt eine Spanneinrichtung für Kettentriebe mit einem federbelasteten Spannelement zur Anlage an einer Kette und ein Gehäuse, an dem das Spannelement beweglich gelagert ist. Eine Transportsicherung gewährleistet eine lösbare formschlüssige Verbindung zwischen dem Spannelement und dem Gehäuse. Das Profil der Transportsicherung ist keilförmig gestaltet, um eine Blockstellung des Spannelements zu gewährleisten. Die Blockstellung des Spannelements vereinfacht die Montage der Komponenten eines Kettentriebs. Diese Ausführungsform gewährleistet, dass zum einen ein ausreichendes Spiel zur Verfügung gestellt wird, um die Transportsicherung in korrespondierende Aufnahmen an Spannelement und Gehäuse einführen zu können. Zugleich kann trotz Bereitstellung einer Spielpassung erreicht werden, dass das Spannelement in eine Blockstellung überführt werden kann. Als nachteilig kann sich indes erweisen, dass die erforderliche Kraft zum Entfernen der Transportsicherung in einigen Anwendungsfällen als zu groß empfunden wird.
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Eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der
DE 103 43 507 A1 bekannt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung für Kettentriebe mit vereinfachter Transportsicherung und ein Verfahren zum Begrenzen der Relativbewegung zwischen Spannschiene und einem die Spannkolbenaufnahme ausbildenden Bauteil einer Spannvorrichtung bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Grundplatte oder das Gehäuse eine Ausnehmung und die Spannschiene zwei gegenüberliegende Spannschienenausnehmungen aufweisen, die an der Ausnehmung der Grundplatte oder des Gehäuses ausgerichtet sind, wobei der Sperrstift durch die Ausnehmung und die Spannschienenausnehmungen ragt. Die Spannschienenausnehmungen und die Ausnehmung der Grundplatte oder des Gehäuses können beispielsweise in Form einer Nut, eines Hinterschnitts, eines Langlochs oder einer Bohrung bereitgestellt werden. Die Sperrstiftaufnahme wird gebildet durch die Spannschiene und durch das Gehäuse bzw. die Grundplatte.
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Auf vorteilhafte Weise stellt die Erfindung eine Spannvorrichtung bereit, die die Spannschiene (auch Spannarm oder Spannschuh genannt) bzw. den Spannkolben in eine Blockstellung überführt, indem der Sperrstift um dessen Drehachse gedreht wird. Aufgrund des nockenartig gestalteten Vorsprungs des Sperrstifts kann sich der Sperrstift an der Kontur abstützen - durch Drehen des Sperrstifts wird die Drehachse in Querrichtung versetzt und das vorhandene, für eine Montage der Transportsicherung erforderliche Spiel ausgeglichen.
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Der Vorsprung ist vorzugsweise federnd gestaltet. Durch die federnde Gestaltung lässt sich ein vorhandenes, fertigungsbedingtes oder montagebedingtes Spiel zwischen den Bauteilen besonders vorteilhaft ausgleichen, weil sich die Höhe des Vorsprungs an das vorhandene Spiel anpasst.
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Die Sperrstiftaufnahme wird gebildet sowohl durch die Spannschiene als auch durch das Gehäuse oder die Grundplatte. Der in die Sperrstiftaufnahme eingesetzte Sperrstift kann somit eine Relativbewegung zwischen Spannschiene und Gehäuse bzw. Grundplatte begrenzen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Spannschiene an der Grundplatte angelenkt befestigt, wobei der Sperrstift eine Relativbewegung zwischen Spannschiene und Grundplatte begrenzt. Alternativ sitzt die Spannschiene endseitig auf dem in einem Gehäuse des Kettenspanners angeordneten Spannkolben, wobei der Sperrstift eine Relativbewegung zwischen Spannschiene und Gehäuse begrenzt. Die Umgebung des Kettenspanners kann also durch ein Gehäuse bereitgestellt sein und/oder durch eine Grundplatte. Die Sperrstiftaufnahme kann sich somit auf einen Teil des Gehäuses und/oder auf einen Teil der Grundplatte erstrecken. Gehäuse oder Grundplatte können am Motorblock befestigt werden.
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In einer weiteren hinsichtlich der Spielkompensation vorteilhaften Ausführungsform kann der Spannkolben mit einem Druckpunkt der Spannschiene in Kontakt gebracht werden, wobei sich der Spannkolben über die Spannschiene und den Vorsprung des Sperrstifts an der Kontur der Grundplatte abstützt. Der Spannkolben ist gegen die Spannschiene mithilfe der Feder vorgespannt. Der Spannkolben kann sich darüber hinaus über die Spannschiene, über einen Innenumfang einer oder beider der zwei Spannschienenausnehmungen der Spannschiene und über den Vorsprung des Sperrstifts an der Kontur der Grundplatte abstützen. Auf diese Weise kann der Spannkolben mittelbar über die Spannschiene in eine Blockstellung überführt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Sperrstift im Bereich des Vorsprungs eine korrespondierende Einbuchtung auf, wobei die Kontur der Grundplatte in die Einbuchtung zum Arretieren eingreift. Die Kontur kann darüber hinaus eine Einführschräge aufweisen, die zugleich das Arretieren ermöglicht. Die Ausrichtung der Transportsicherung an der Kontur wird somit erleichtert.
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Eine besonders kostengünstige Ausführung wird ermöglicht, wenn der Sperrstift aus einem Draht geformt wird. Auf unaufwändige Weise können somit sowohl der Vorsprung und die Einbuchtung als auch ein Griffabschnitt geformt werden.
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Eine weitere hinsichtlich des Ausgleichs eines vorhandenen Spiels vorteilhafte Ausführungsform betrifft eine Spannvorrichtung mit einem Vorsprung, der einen maximalen Abstand a zur Sperrstiftdrehachse aufweist, wobei der maximale Abstand a gemeinsam mit einem regelmäßigen Abstand b eine maximale seitliche Verdrängung bei Drehen des Sperrstifts definiert. Der regelmäßige Abstand b kann beispielsweise der Hälfte des maximalen Durchmessers eines axialen Abschnitts des Sperrstifts entsprechen, wobei der Vorsprung außerhalb dieses Abschnitts befindet. Der Vorsprung kann darüber hinaus federnd gestaltet sein. Durch die federnde Gestaltung lässt sich ein vorhandenes, fertigungsbedingtes Spiel zwischen den Bauteilen besonders vorteilhaft ausgleichen, weil sich die Höhe des Vorsprungs an das vorhandene Spiel anpasst.
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Der Spannkolben des Kettenspanners kann trotz bestehender Fertigungstoleranzen weitestgehend spielfrei gestellt werden. Der Sperrstift ermöglicht neben einer Begrenzung der relativen Beweglichkeit zwischen Spannschiene einerseits und Grundplatte bzw. Gehäuse andererseits eine Beseitigung des fertigungsbedingt vorliegenden Spiels, indem der Sperrstift infolge seiner Verdrehung elastisch oder plastisch verformt wird. Der Spannkolben wird entgegen der Kraft der zwischen Kolben und Kolbenaufnahme des Gehäuses bzw. der Grundplatte angeordneten Feder in eine Position überführt, in der sich der Spannkolben in Anlage mit einer Grundfläche der Spannkolbenaufnahme befindet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht die möglichen Vorteile der Erfindung. Es zeigen:
- 1 einen beispielhaften Kettentrieb eines Verbrennungsmotors;
- 2 eine Spannvorrichtung mit eingesetztem Sperrstift im arretierten Zustand;
- 3 eine Sperrstiftaufnahme der Spannvorrichtung mit einem Sperrstift in Montagelage;
- 4 die Sperrstiftaufnahme der Spannvorrichtung mit dem Sperrstift nach Verlagerung der Sperrstiftdrehachse.
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In 1 ist ein Kettentrieb mit einer hydraulischen Spannvorrichtung 1 für einen Verbrennungsmotor mit seinen wesentlichen Komponenten dargestellt. Ein Kettentrieb umfasst prinzipiell ein mit der Kurbelwelle verbundenes Antriebskettenrad 2, zwei mit jeweils einer Nockenwelle verbundene Abtriebskettenräder 3 sowie eine Steuerkette 4, die das Antriebskettenrad 2 mit den Abtriebskettenrädern 3 verbindet. Über das Zugtrum 5 der Steuerkette 4 wird ein Antriebsmoment der Kurbelwelle auf die Nockenwellen übertragen. Am Zugtrum 5 wird die Steuerkette 4 mittels einer Führungsschiene 6 geführt.
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Die Steuerkette 4 wird an ihrem Leertrum 7 gespannt, um ihre Funktionalität über die Betriebsdauer gewährleisten zu können. Zu diesem Zweck wird die Steuerkette 4 mittels einer hydraulischen Spannvorrichtung 1 und eines Spannarms 8 mit einer Spannkraft beaufschlagt. Hydraulische Spannvorrichtungen 1 gemäß der beschriebenen Ausführungsform gewährleisten darüber hinaus eine Dämpfung des Kettentriebs.
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2 zeigt eine Spannvorrichtung 1 mit eingesetztem Sperrstift 10 im arretierten Zustand. Die Spannvorrichtung besteht aus einer Spannschiene 8 und einem Kettenspanner 11, der einen Spannkolben 9, eine Spannkolbenaufnahme 12 einer Grundplatte 13 und eine (nicht dargestellte) Feder umfasst. Der Spannkolben steht mit einem Druckpunkt 14 der Spannschiene 8 in Kontakt. Der aus einem Draht geformte Sperrstift 10 ist in eine Sperrstiftaufnahme 15 der Spannvorrichtung 1 entfernbar eingesetzt. Die Spannschiene 8 ist an der Grundplatte 13 angelenkt befestigt, wobei der Sperrstift 10 eine Relativbewegung zwischen Spannschiene 8 und Grundplatte 13 begrenzt.
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3 zeigt die Sperrstiftaufnahme 15 der Spannvorrichtung 1 mit dem Sperrstift 10 in Montagelage. Die Grundplatte 13 weist eine Ausnehmung 16 auf und die Spannschiene 8 zwei gegenüberliegende Spannschienenausnehmungen 17, die an der Ausnehmung 16 der Grundplatte 13 ausgerichtet sind. Der Sperrstift 10 ragt durch die Ausnehmung 16 der Grundplatte 13 und durch die beidseitig der Ausnehmung 16 liegenden Spannschienenausnehmungen 17.
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Der Sperrstift 10 weist entlang seiner Sperrstiftdrehachse 18 einen Vorsprung 19 auf und ist an der Sperrstiftaufnahme 15 drehbar gelagert. Der Vorsprung 19 des Sperrstifts 10 kann in Kontakt mit einer Kontur 20 der Sperrstiftaufnahme 15 gebracht werden. Der Vorsprung 19 weist einen maximalen Abstand a zur Sperrstiftdrehachse 18 auf, wobei der maximale Abstand a gemeinsam mit einem regelmäßigen Abstand b eine maximale seitliche Verlagerung bei Drehen des Sperrstifts 10 definiert; die größtmögliche seitliche Verlagerung entspricht somit dem maximalen Abstand a abzüglich des regelmäßigen Abstands b. Der Sperrstift 10 weist im Bereich des Vorsprungs 19 eine korrespondierende Einbuchtung 21 auf und kann in die Kontur 20 der Grundplatte 13 zum Arretieren des Sperrstifts 10 in Montagelage eingreifen.
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Zur Begrenzung der relativen Beweglichkeit zwischen Spannschiene 8 und Grundplatte 13 kann zunächst in einem ersten Schritt der Sperrstift 10 in die Ausnehmung der Grundplatte 13 auf eine durch den Vorsprung 19 des Sperrstifts 10 definierte Position gebracht werden. Der Sperrstift 10 befindet sich in der in 3 gezeigten Montagelage. In einem zweiten Schritt kann die Sperrstiftdrehachse 18 durch Drehen des Sperrstifts 10 um die Sperrstiftdrehachse 18 seitlich verlagert werden.
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Der Zustand nach Verlagerung ist in 4 veranschaulicht. Ein nicht dargestellter, federbelasteter Spannkolben kann mit dem Druckpunkt 14 der Spannschiene 8 in Kontakt stehen und die Spannschiene 8 in eine Richtung belasten, die von der Grundplatte 13 weg weist. Während des Transports oder der Montage kann sich die Spannschiene 8 nicht an einer Steuerkette 4 eines Kettentriebs abstützen. Um dennoch die Bewegung der Spannschiene 8 einschränken zu können, wird der Sperrstift 10 in die Sperrstiftaufnahme 15 eingesetzt. Dargestellt ist der Zustand nach Drehung des Sperrstifts 10, also nach seitlicher Verlagerung der Sperrstiftdrehachse 18: Der Spannkolben stützt sich über die Spannschiene 8, über einen Innenumfang der zwei Spannschienenausnehmungen 17 und über den Vorsprung 19 des Sperrstifts 10 an der Kontur 20 der Grundplatte 13 ab. Mithilfe der Möglichkeit zur elastischen oder plastischen Verformung des Sperrstifts 10 wird vorhandenes Spiel reduziert oder beseitigt; der Spannkolben kann auf diese Weise bis zu einem Anschlag der Spannkolbenaufnahme 12 in einer Blockstellung festgelegt werden. Der Sperrstift 10 ist mittels einer Verdrehsicherung 23 gegen ein zufälliges Lösen gesichert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- hydraulische Spannvorrichtung
- 2
- Antriebskettenrad
- 3
- Abtriebskettenrad
- 4
- Steuerkette
- 5
- Zugtrum
- 6
- Führungsschiene
- 7
- Leertrum
- 8
- Spannarm bzw. Spannschiene
- 9
- Spannkolben
- 10
- Sperrstift
- 11
- Kettenspanner
- 12
- Spannkolbenaufnahme
- 13
- Grundplatte
- 14
- Druckpunkt
- 15
- Sperrstiftaufnahme
- 16
- Ausnehmung der Grundplatte
- 17
- Spannschienenausnehmung
- 18
- Sperrstiftdrehachse
- 19
- Vorsprung
- 20
- Kontur
- 21
- Einbuchtung
- 22
- Innenumfang der Spannschienenausnehmung
- 23
- Verdrehsicherung
