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Die Erfindung betrifft ein transportfähiges Zugmitteltriebsystem beziehungsweise eine Zugmitteltriebkassette für eine Brennkraftmaschine. Das transportfähige Zugmitteltriebsystem umfasst eine Grundplatte, mindestens eine schwenkbar an der Grundplatte aufgenommene Spannschiene, mindestens eine positionsfest an der Grundplatte aufgenommene Führungsschiene, mindestens ein drehbar an der Grundplatte aufgenommenes Antriebselement und mindestens ein drehbar an der Grundplatte aufgenommenes Abtriebselement sowie ein Zugmittel, welches das Antriebselement und das Abtriebselement umschließt.
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Aus dem Stand der Technik sind Montagevorrichtungen bekannt, die zur Montage von Zugmitteltrieben in einem schwer zugänglichen, für den Zugmittelbetrieb ausgebildeten Schacht einer Brennkraftmaschine verwendet werden.
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Heutige Brennkraftmaschinen weisen am Motorblock einen zu den Seiten geschlossenen Schacht auf, der nur eine obere und eine untere Öffnung aufweist und dazu vorgesehen ist, ein Zugmitteltriebsystem aufzunehmen. Bei solchen am Motorblock integrierten Schächten ist die Zugänglichkeit für die Montage des Zugmitteltriebsystems stark eingeschränkt, weil der Schacht nur durch die obere oder die untere Schachtöffnung am Motorblock zugänglich ist. Um dennoch das Zugmitteltriebsystem möglichst einfach und zeitsparend an dem Verbrennungsmotor montieren zu können, werden Montagehilfen verwendet.
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Beispielsweise geht aus der
EP 153 12 39 A2 eine entnehmbare Montagevorrichtung für die Montage eines mit einem Zugmittel versehenen Zugmitteltriebs an einer Verbrennungskraftmaschine hervor. Die Montagevorrichtung umfasst ein Positionierelement mit Befestigungsmitteln, an denen wenigstens ein Triebrad und/oder wenigstens ein Schienenelement an ihrer jeweiligen Montageposition lösbar anbringbar sind, und eine Montagehandhabe, die von Hand im Wesentlichen ergonomisch greifbar ausgestaltet ist. Ferner weist die Montagevorrichtung einen mit dem Positionierelement verbundenen Spannkopf auf, mittels welchem das Zugmittel aufspannbar ist. Die Montagevorrichtung ermöglicht somit einen Transport des Zugmitteltriebs, wobei der Zugmitteltrieb mittels der Montagevorrichtung an die Verbrennungskraftmaschine montiert wird. Nach der Montage wird die Montagevorrichtung entfernt. Die Montagevorrichtung besteht aus mehreren Elementen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein transportfähiges Zugmitteltriebsystem zu schaffen, das besonders einfach ausgebildet ist und keine zusätzlichen Bauteile umfasst, sondern in den bereits vorhandenen Bauteilen integriert ist. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Ein erfindungsgemäßes transportfähiges Zugmitteltriebsystem für eine Brennkraftmaschine umfasst eine Grundplatte, mindestens eine schwenkbar an der Grundplatte aufgenommene Spannschiene, mindestens eine positionsfest an der Grundplatte aufgenommene Führungsschiene, mindestens ein drehbar an der Grundplatte aufgenommenes Antriebselement und mindestens ein drehbar an der Grundplatte aufgenommenes Abtriebselement sowie ein Zugmittel, das das Antriebselement und das Abtriebselement umschließt sowie an der Spannschiene und der Führungsschiene zur Anlage kommt, wobei an der Grundplatte mindestens eine Montagelasche ausgebildet ist, wobei die Montagelasche mit mindestens einem an der Spannschiene ausgebildeten Montageelement zusammenwirkt, um das Zugmittel in einer Transportstellung des Zugmitteltriebsystems mittelbar über die Spannschiene aufzuspannen.
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Die Grundplatte kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein und aus einem Metall oder einem Kunststoff bestehen. Beispielsweise umfasst die Grundplatte mehrere Ausnehmungen und/oder Ausprägungen.
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Das Zusammenwirken von Montagelasche und Montageelement ist dazu vorgesehen, das vormontierte Zugmitteltriebsystem transportfähig zu machen, indem das Zugmittel über die Spannschiene aufgespannt wird und dadurch freie Zugmittellänge aus dem Zugmitteltrieb entnommen wird. Dadurch, dass die Montagelasche an der Grundplatte ausgebildet ist und somit fest mit der Grundplatte verbunden ist und das Montageelement ebenso fest mit der Spannschiene verbunden ist, sind alle Bauteile des Zugmitteltriebsystems Teile, die nach der Montage des Zugmitteltriebsystems in der Brennkraftmaschine verbleiben und somit nicht entfernt werden. Mithin umfasst das erfindungsgemäße transportfähige Zugmitteltriebsystem keine zusätzlichen Bauteile, denn die Montagelasche und das damit zusammenwirkende Montageelement sind bereits in den bestehenden Bauteilen, nämlich der Grundplatte und der Spannschiene integriert. Beispielsweise kann die Spannschiene einkomponentig oder mehrkomponentig ausgebildet sein. Insbesondere umfasst die Spannschiene ein Epoxidharzsystem.
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Vorzugsweise ist die Montagelasche formschlüssig mit dem Montageelement verbindbar, um die Spannschiene in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems an der Grundplatte zu fixieren. Insbesondere ist das Montageelement hakenförmig oder tellerförmig ausgebildet. Beispielsweise weist das das Montageelement einen im Wesentlichen zylindrischen Schaftbereich sowie einen im Wesentlichen senkrecht daran ausgebildeten flachen Anlagesteg auf. Der Anlagesteg ist dazu vorgesehen, an einer Stirnfläche der Montagelasche zur Anlage zu kommen, um dadurch die Spannschiene vor einem Lösen von der Grundplatte zu sichern.
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Bevorzugt dringt das Montageelement in eine Ausnehmung an der Montagelasche ein, um die Spannschiene in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems in der Ausnehmung zu arretieren. Insbesondere ist die Ausnehmung zumindest teilweise korrespondierend zu dem Schaftbereich an dem Montageelement ausgebildet. Sobald das Montageelement in die Ausnehmung eindringt, wird die Position der Spannschiene arretiert, wobei kein selbsttätiges Lösen ohne Fremdeinwirkung möglich ist.
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Ferner bevorzugt weist die Montagelasche eine Führungsbahn mit zwei Begrenzungen auf, wobei die Führungsbahn in einem Betrieb des Zugmitteltriebsystems zum Führen des Montageelements zwischen den beiden Begrenzungen vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist die Führungsbahn räumlich zwischen den beiden Begrenzungen ausgebildet, wobei die beiden Begrenzungen den Arbeitsbereich der Spannschiene, nämlich den Schwenkweg eingrenzen. Insbesondere ist die Ausnehmung unmittelbar an einer der beiden Begrenzungen angeordnet. Ferner ist es auch denkbar, dass die Begrenzung, welche für die Transportstellung des Zugmitteltriebsystems vorgesehen ist, weit über dem Arbeitsbereich der Spannschiene liegt.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass eine erste Bohrung in der Grundplatte, die dazu ausgebildet ist, ein Verbindungselement, das durch eine zweite Bohrung in der Spannschiene geführt ist, aufzunehmen, um die Spannschiene schwenkbar an der Grundplatte zu lagern, in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems nicht koaxial zur zweiten Bohrung ist. Somit ist die erste Bohrung in der Grundplatte und die zweite Bohrung in der Spannschiene ausgebildet. In der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems sind die beiden Bohrungen nicht koaxial zur zueinander ausgebildet. Somit erstreckt sich in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems kein Verbindungselement durch die beiden Bohrungen. Daher ist die Spannschiene in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems nicht schwenkbar, sondern positionsfest an der Grundplatte aufgenommen, wobei die Wirkverbindung zwischen Montagelasche und Montageelement die Position der Spannschiene Grundplatte fixiert. Nach dem Einbau des Zugmitteltriebsystems in die Brennkraftmaschine wird die Spannschiene relativ zur Grundplatte derart verschoben, dass die erste und die zweite Bohrung koaxial zueinander ausgebildet sind und das Verbindungselement durch die beiden Bohrungen hindurchgesteckt werden kann. Das Einführen des Verbindungselements in die beiden Bohrungen hebt die Transportstellung des Zugmitteltriebsystems auf und ermöglicht eine Schwenkbewegung der Spannschiene. Mithin führt die koaxiale Ausrichtung der beiden Bohrungen zum Entspannen des Zugmittels und Aufheben der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Spannschiene eine Rastnase auf, die dazu ausgebildet ist, in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems an der Montagelasche zum Eingriff zu kommen, um die Spannschiene an der Grundplatte zu fixieren. Insbesondere ist die Rastnase an einem Gleitbelag der Spannschiene ausgebildet. Die Rastnase ist vorzugsweise aus einem flexiblen Material ausgebildet.
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Vorzugsweise ist die Rastnase hakenförmig ausgebildet und weist einen Rastzahn auf. Insbesondere weist die Rastnase einen Anschlagschenkel sowie einen Anlageschenkel auf, der im Wesentlichen senkrecht zum Anschlagschenkel ausgebildet ist. Der Anschlagschenkel kommt an einer Kante der Montagelasche zur Anlage und der Anlageschenkel kommt an einer Stirnfläche der Montagelasche zur Anlage.
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Bevorzugt ist der Rastzahn dazu ausgebildet, in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Montagelasche zusammenzuwirken. Insbesondere ist der Rastzahn an einem distalen Endabschnitt der Rastnase bzw. des Anlageschenkels ausgebildet. Der Rastzahn kann mit einer dafür vorgesehenen Rastgeometrie an der Montagelasche zur Anlage kommen. Vorteilhafterweise wirkt der Rastzahn kraft- bzw. reibschlüssig mit der Rastgeometrie zusammen. Alternativ oder ergänzend kann der Rastzahn formschlüssig mit der Rastgeometrie zusammenwirken.
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Ferner bevorzugt weist die Spannschiene einen Rastnoppen auf, der dazu ausgebildet ist, in eine Ausbuchtung an der Montagelasche einzudringen, um die Spannschiene in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems an der Grundplatte zu fixieren. Insbesondere ist der Rastnoppen an einem Gleitbelag der Spannschiene ausgebildet. Bevorzugt ist der Rastnoppen zumindest teilweise kugelförmig bzw. kalottenförmig ausgebildet. Die Ausbuchtung ist korrespondierend zum Rastnoppen ausgebildet. Mithin bildet der Rastnoppen eine Positivform und die Ausbuchtung eine Negativform aus. Die Wirkverbindung zwischen Rastnoppen und Ausbuchtung ist dazu vorgesehen, ein ungewolltes Aufheben der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems zu erschweren.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Zugmitteltriebsystems,
- 2 eine weitere schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebsystems,
- 3 eine schematische Perspektivdarstellung einer Rastnase an einer Spannschiene des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebsystems,
- 4 eine weitere schematische Darstellung der Rastnase,
- 5 eine schematische Perspektivdarstellung einer Montagelasche an einer Grundplatte des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebsystems,
- 6 eine schematische Perspektivdarstellung der Spannschiene an der Grundplatte des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebsystems in einer Transportstellung,
- 7 eine schematische Perspektivdarstellung der Spannschiene an der Grundplatte des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebsystems in einer Arbeitsstellung,
- 8 eine schematische Perspektivdarstellung eines Montageelements an der Montagelasche in einer Transportstellung des Zugmitteltriebsystems,
- 9 eine schematische Perspektivdarstellung des Montageelements an der Montagelasche in einer Arbeitsstellung des Zugmitteltriebsystems, und
- 10 eine schematische Perspektivdarstellung des Montageelements an der Montagelasche in einer weiteren Arbeitsstellung des Zugmitteltriebsystems.
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Die 1 und 2 zeigen ein transportfähiges Zugmitteltriebsystem 1 für eine - hier nicht dargestellt - Brennkraftmaschine. Das Zugmitteltriebsystem 1 ist in 1 von vorne und in 2 von hinten gezeigt. Vorliegend ist das Zugmitteltriebsystem 1 vormontiert und umfasst eine Grundplatte 2, eine an der Grundplatte 2 aufgenommene Spannschiene 3, eine erste und zweite positionsfest an der Grundplatte 2 aufgenommene Führungsschiene 4a ,4b, ein drehbar an der Grundplatte 2 aufgenommenes Antriebselement 5 und ein erstes und zweites drehbar an der Grundplatte 2 aufgenommenes Abtriebselement 6a, 6b sowie ein Zugmittel 7, das das Antriebselement 5 und die beiden Abtriebselemente 6a, 6b umschließt. Das Antriebselement 5 ist vorliegend als Zahnrad, insbesondere Kurbelwellenrad ausgebildet. Demgegenüber sind die beiden Abtriebselemente 6a, 6b vorliegend als Nockenwellenversteller ausgebildet. Alternativ kann an Stelle der Nockenwellenversteller auch ein Zahnrad oder ein Zahnraddummy, der als Platzhalter dient, vorgesehen sein. Das Zugmittel 7, das vorliegend als Zahnkette ausgebildet ist und alternativ als Hülsenkette oder Rollenkette ausgebildet sein kann, kommt an der Spannschiene 3 und an den Führungsschienen 4a, 4b zur Anlage.
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Gemäß 2 sind an der Grundplatte 2 eine erste und zweite Montagelasche 8a, 8b ausgebildet. Vorliegend sind die beiden Montagelaschen 8a, 8b einteilig mit der Grundplatte 2 verbunden bzw. daran integriert. Ferner sind an der Spannschiene 3 ein erstes und ein zweites Montageelement 9a, 9b ausgebildet, wobei das erste Montageelement 9a mit der ersten Montagelasche 8a wirkverbunden ist, und wobei das zweite Montageelement 9b mit der zweiten Montagelasche 8b wirkverbunden ist, um das Zugmittel 7 in einer vorliegend dargestellten Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 mittelbar über die Spannschiene 3 aufzuspannen. Dabei dringt das jeweilige Montageelement 9a, 9b in eine jeweilige Ausnehmung 10a, 10b an der jeweiligen Montagelasche 8a, 8b ein, um die Spannschiene 3 in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 an der Grundplatte 2 zu fixieren.
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In der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 wird durch das Aufspannen des Zugmittels 7 freie Länge des Zugmittels 7 aus dem Zugmitteltriebsystem 1 entnommen, um einen Transport der miteinander verbundenen Bauteile des Zugmitteltriebsystem 1 zu ermöglichen. Des Weiteren weist die Spannschiene 3 auch eine Rastnase 15 auf, die vorliegend an der Montagelasche 8a zum Eingriff kommt, um die Spannschiene 3 an der Grundplatte 2 zu fixieren und dadurch ein Aufheben der Transportstellung zu erschweren. Vorliegend ist die Rastnase 15 an einem Gleitbelag 19 der Spannschiene 3 ausgebildet bzw. einteilig damit verbunden.
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Die 3 und 4 zeigen die Rastnase 15 gemäß 2. In 3 ist die Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 aufgelöst. Die Rastnase 15 ist hakenförmig ausgebildet und weist einen Rastzahn 16 auf. Ferner weist die Rastnase 15 einen Anschlagschenkel 20 sowie einen im Wesentlichen senkrecht dazu ausgebildeten Anlageschenkel 21 auf. Der Anschlagschenkel 20 ist dazu vorgesehen, in einer Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 an einer Kante der Montagelasche 8a zur Anlage zu kommen. Ferner ist der Anlageschenkel 21 dazu vorgesehen, in einer Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 an einer Stirnfläche der Montagelasche 8a zur Anlage zu kommen. Des Weiteren weist die Spannschiene 3 einen Rastnoppen 17 auf, der dazu ausgebildet ist, in eine - in 5 dargestellten - Ausbuchtung 18 an der Montagelasche 8a einzudringen, um die Spannschiene 3 in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 an der Grundplatte 2 zu fixieren. Gemäß 4 ist die Rastnase 15 teilweise dargestellt, wobei hier der Rastzahn 16 und der Rastnoppen 17 fokussiert sind. Der Rastzahn 16 an einem distalen Endabschnitt des Anlageschenkels 21 ausgebildet und weist einen rampenförmigen Abschnitt 22 sowie eine Hinterschnittkontur 23 auf. Demgegenüber ist der Rastnoppen 17 kalottenförmig ausgebildet. Der Rastzahn 16 und der Rastnoppen 17 sind im Wesentlichen schräg gegenüberliegend voneinander angeordnet.
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Gemäß 5 ist die Montagelasche 8a der Grundplatte 2 teilweise dargestellt. Die korrespondierend zum Rastnoppen 17 ausgebildete Ausbuchtung 18 an der Montagelasche 8a ist gut erkennbar. An der Montagelasche 8a ist eine Führungsbahn 11 mit zwei Begrenzungen 12a, 12b ausgebildet, wobei die Führungsbahn 11 im Betrieb des Zugmitteltriebsystems 1 zum Führen des Montageelements 9a zwischen den beiden Begrenzungen 12a, 12b vorgesehen ist. Ferner ist an der Führungsbahn 11 der Montagelasche 8a die Ausnehmung 10a ausgebildet, um die Spannschiene 3 in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 in der Ausnehmung 10a zu arretieren.
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Die 6 und 7 zeigen einen Ausschnitt der Spannschiene 3 an der Grundplatte 2. In der Grundplatte 2 ist eine erste Bohrung 13 ausgebildet. Ferner ist in der Spannschiene 3 eine zweite Bohrung 14 ausgebildet. Die beiden Bohrungen 13, 14 sind dazu vorgesehen ein - hier nicht dargestelltes - Verbindungselement aufzunehmen, um eine schwenkbare Lagerung der Spannschiene 3 an der Grundplatte 2 zu realisieren. Gemäß 6 sind die beiden Bohrungen 13, 14 nicht koaxial zueinander angeordnet, weil das Zugmitteltriebsystems 1 wie in den 1 und 2 in der Transportstellung vorliegt. In 7 sind die beiden Bohrungen 13, 14 nach einer Verschiebung der Spannschiene 3 relativ zur Grundplatte 2 koaxial zueinander angeordnet, wobei die Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 vorliegend aufgehoben ist.
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8 zeigt eine Detaildarstellung des Montageelements 9a an der Montagelasche 8a in einer Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1. Vorliegend ist die Montagelasche 8a formschlüssig mit dem Montageelement 9a verbunden, wobei das Montageelement 9a in der Ausnehmung 10a an der Montagelasche 8a angeordnet ist, um die Spannschiene 3 in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 in der Ausnehmung 10a zu arretieren und dadurch das Zugmittel 7 über die Spannschiene 3 aufzuspannen. Sobald die Spannschiene 3 angehoben wird, sodass die beiden Bohrungen 13, 14, wie in 7 dargestellt, koaxial zueinander angeordnet sind, wird die Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 aufgehoben.
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9 zeigt eine Detaildarstellung des Montageelements 9a an der Montagelasche 8a in einer Arbeitsstellung des Zugmitteltriebsystems 1, wobei ein Verbindungselement durch die beiden Bohrungen 13, 14 durchgeführt ist, um eine schwenkbare Lagerung der Spannschiene 3 an der Grundplatte 2 zu realisieren. Vorliegend ist die Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 aufgehoben, wobei das Montageelement 9a auf der Führungsbahn 11 näher an der zweiten Begrenzung 12b als an der ersten Begrenzung 12a angeordnet ist. Dies lässt beispielsweise auf einen neuwertigen Zustand des Zugmittels 7 schließen.
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Gemäß 10 ist das Zugmittel 7 beispielsweise stärker verschlissen, sodass sich das Montageelement 9a entlang der Führungsbahn 11 in Richtung der ersten Begrenzung 12a verschoben hat, um die Kettenlängung durch Verschleiß zu kompensieren.
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Wie aus den 8, 9 und 10 hervorgeht, ist das Montageelement 9a hakenförmig ausgebildet. Das Montageelement 9a weist einen zylindrischen Schaftbereich 24 sowie einen senkrecht daran ausgebildeten flachen Anlagesteg 25 auf. Der Anlagesteg 25 ist dazu vorgesehen, an einer Stirnfläche der Montagelasche 8a zur Anlage zu kommen, um dadurch die Spannschiene 3 vor einem Lösen von der Grundplatte 2 zu sichern. Ferner ist der Schaftbereich 24 dazu vorgesehen, in der Ausnehmung 10a einzudringen, um die Montagelasche 8a formschlüssig mit dem Montageelement 9a zu verbinden und dadurch die Spannschiene 3 in der Transportstellung des Zugmitteltriebsystems 1 an der Grundplatte 2 zu fixieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zugmitteltriebsystem
- 2
- Grundplatte
- 3
- Spannschiene
- 4a, 4b
- Führungsschiene
- 5
- Antriebselement
- 6a, 6b
- Abtriebselement
- 7
- Zugmittel
- 8a, 8b
- Montagelasche
- 9a, 9b
- Montageelement
- 10a, 10b
- Ausnehmung
- 11
- Führungsbahn
- 12a, 12b
- Begrenzung
- 13
- erste Bohrung in der Grundplatte
- 14
- zweite Bohrung in der Spannschiene
- 15
- Rastnase
- 16
- Rastzahn
- 17
- Rastnoppen
- 18
- Ausbuchtung
- 19
- Gleitbelag
- 20
- Anschlagschenkel
- 21
- Anlageschenkel
- 22
- rampenförmiger Abschnitt
- 23
- Hinterschnittkontur
- 24
- Schaftbereich
- 25
- Anlagesteg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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