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Die Erfindung betrifft einen Kettenspanner, aufweisend:
- - ein Spannergehäuse,
- - einen im Spannergehäuse verfahrbar gelagerten Spannerkolben mit Rastnuten, die jeweils am Außenumfang des Spannerkolbens in einer zu dessen Verfahrachse senkrechten Ebene umlaufen,
- - und einen Rastring mit Schenkeln, die jeweils durch einen kreisbogenförmigen Rastabschnitt verbundene Anschlagabschnitte haben,
wobei die Rastabschnitte in eine der Rastnuten eingreifen und das Spannergehäuse keilförmige Ausfahranschläge hat, an denen bei ausfahrendem Spannerkolben die Anschlagabschnitte unter Spreizung des Rastrings anschlagen.
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Ein derartiger Kettenspanner ist aus der
DE 10 2018 110 030 A1 bekannt. Die Keilform der Ausfahranschläge unterstützt beim Ausfahren des Spannerkolbens die Spreizung des Rastrings im Bereich der Rastabschnitte, so dass der Rastring vergleichsweise kraftarm in die benachbarte Rastnut überführt werden kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kettenspanner der eingangs genannten Art im Hinblick auf diesen Rastnutwechsel konstruktiv zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Kontaktgeometrie der Ausfahranschläge und der Anschlagabschnitte derart, dass in einer Ausfahrposition des Spannerkolbens, in der die Rastabschnitte dessen Außenumfang zwischen zwei benachbarten Rastnuten umgreifen, die Ausfahranschläge die Rastabschnitte mittels der Anschlagabschnitte in einer Ebene ausrichten, die zu der senkrechten Ebene parallel oder höchstens um einen vorbestimmten Winkel geneigt ist.
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In der zuvor genannten Ausfahrposition des Spannerkolbens befinden sich die gegenseitig gespreizten Rastabschnitte mangels Abstützung durch die Rastnutwände in einer hinsichtlich der Neigung des Rastrings labilen Lage. Falls nun - wie es im eingangs zitierten Stand der Technik mangels irgendeiner Spezifikation sehr wahrscheinlich ist - die Ausfahranschläge die Rastabschnitte zu den Rastnuten übermäßig geneigt, d.h. schief ausrichten, kann der Rastring eine unzulässige Stellung einnehmen. Beispielsweise können die Rastabschnitte aus der labilen Position heraus in zwei Rastnuten gleichzeitig einrasten, so dass es beim Einfahren des Spannerkolbens in die durch den Rastring vorgegebene Blockstellung zu einer Deformation des Rastrings kommt und die Rastfunktion oder die gesamte Spannerfunktion nicht mehr gegeben ist.
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Dieses Risiko wird erfindungsgemäß durch eine definierte Kontaktgeometrie der Anschlagpartner beseitigt, indem die in der labilen Position gespreizten Rastabschnitte in eine im wesentlichen parallele Ausrichtung zu den Rastnuten gezwungen werden und beim weiteren Ausfahren des Spannerkolbens vollständig in die benachbarte Rastnut einschnappen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der Zeichnung mit Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Kettenspanner eines Steuerkettentriebs eines Verbrennungsmotors. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Bauteile oder Merkmale mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:
- 1 einen Kettenspanner in perspektivischer Darstellung,
- 2 einen Abschnitt des Kettenspanners gemäß 1 mit eingesteckter Transportsicherung,
- 3 den Rastring des Kettenspanners gemäß 1 in zwei Ausfahrpositionen des Spannerkolbens in Seitenansicht,
- 4 den Rastring in den zwei Ausfahrpositionen gemäß den 3 in Draufsicht,
- 5 das Spannergehäuse des Kettenspanners gemäß 1 in perspektivischer Darstellung,
- 6 die Ausfahranschläge eines gegenüber 1 modifizierten Kettenspanners.
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Der in den 1 und 2 vollständig bzw. abschnittsweise dargestellte Kettenspanner 1 umfasst ein Spannergehäuse 2, einen darin verfahrbar gelagerten Spannerkolben 3 und eine im Innern des Spannergehäuses 2 aufgenommene Spannerfeder, die zwischen dem Spannergehäuse 2 und dem Spannerkolben 3 eingespannt ist und den Spannerkolben 3 in Ausfahrrichtung aus dem Spannergehäuse 2 kraftbeaufschlagt. Der Spannerkolben 3 kontaktiert mit einer äußeren Stirnseite 4 eine nicht dargestellte Spannschiene des Steuerkettentriebs. Der Kettenspanner 1 ist in bekannter Weise mit einer hydraulischen Leckspaltdämpfung versehen und hierzu an den Hydraulikkreislauf des Verbrennungsmotors angeschlossen.
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Der Kettenspanner 1 befindet sich in beiden 1 und 2 in dessen sogenannter Transportstellung, in der der Spannerkolben 3 weitestgehend im Spannergehäuse 2 eingefahren und mittels eines lediglich in 2 eingesteckt gezeichneten Sicherungsstifts 5 gehalten ist. Der nach der betriebsbereiten Montage des Steuerkettentriebs zu entfernende Sicherungsstift 5 ist bis dahin in einer Nut 6 des Spannergehäuses 2 eingesteckt und überlappt dabei radial eine Transportsicherungsnut 7 des so gegen Ausfahren blockierten Spannerkolbens 3.
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Der Kettenspanner 1 weist ferner eine grundsätzlich bekannte Rasteinrichtung auf, die das Einfahren des Spannerkolbens 3 ins Spannergehäuse 2 auf einen Maximalhub beschränkt. Dies erfolgt mittels eines Rastrings 8, der in eine von mehreren Rastnuten 9 im Spannerkolben 3 eingreift (s. 3 und 4) und in dessen Verfahrrichtung gegen Ausfahranschläge 10 und 11 einerseits und einen Einfahranschlag 12 andererseits am Spannergehäuse 2 anläuft. Der Kontakt des Rastrings 8 mit dem Einfahranschlag 12 verhindert ein weiteres Einfahren des Spannerkolbens 3 und folglich ein unzulässiges Entspannen der Steuerkette. Der Kontakt des Rastrings 8 mit den keilförmigen Ausfahranschlägen 10, 11 unterstützt das Spreizen des Rastrings 8 aus der momentan im Eingriff befindlichen Rastnut 9 heraus und - durch weiteres Ausfahren des Spannerkolbens 3 aus dem Spannergehäuse 2 - ein Einrasten des Rastrings 8 in die benachbarte Rastnut 9. Dieser Vorgang des Rastnutwechsels sei nachfolgend anhand der 3 bis 5 näher erläutert, die die konstruktive Ausgestaltung des Rastrings 8 und der Ausfahranschläge 10, 11 sowie deren erfindungsgemäßes Zusammenspiel illustrieren.
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Der in den 4 dargestellte Rastring 8 umfasst zwei bezüglich der Verfahrachse 13 des Spannerkolbens 3 symmetrische Schenkel, die jeweils durch einen kreisbogenförmigen Rastabschnitt 14 und 15 verbundene Anschlagabschnitte 16, 17, 18 und 19 haben. Der Rastring 8 ist zwecks einfacher Montage aus radialer Richtung auf den Spannerkolben 3 offen, wobei lediglich die Anschlagabschnitte 16 und 18 miteinander verbunden sind. Die Anschlagabschnitte 16, 17, 18, 19 und die Rastabschnitte 14, 15 verlaufen vorliegend in einer gemeinsamen Ebene 20. Alternativ können die Anschlagabschnitte 16, 17, 18, 19 gegenüber den Rastabschnitten 14, 15 gekröpft sein und in einer parallel dazu versetzten Ebene verlaufen. In einer weiteren Alternative ist die Verwendung eines geschlossenen Rastrings möglich.
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Die Rastnuten 9 laufen jeweils am Außenumfang 21 des Spannerkolbens 3 in einer Ebene 22 um, die zur Verfahrachse 13 senkrecht und zur Ebene 20 parallel bzw. mit der Ebene 20 identisch ist.
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Der Spannerkolben 3 befindet sich in den 3a und 4a in einer Ausfahrposition, in der der Rastring 8 mit einer der Rastnuten 9 in Eingriff ist und die Rastabschnitte 14, 15 am gepunktet eingezeichneten Nutgrund 23 dieser Rastnut 9 anliegen. In dieser Rastsituation sind die Anschlagabschnitte 16 und 18 bzw. 17 und 19 paarweise parallel und gleichmäßig zueinander und zu axialen Vorsprüngen 24 und 25 am Spannergehäuse 2 beabstandet, an denen endseitig die keilförmigen Ausfahranschläge 10 und 11 gebildet sind.
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Der Rastring 8 befindet sich in den 3b und 4b in einer (weiter ausgefahrenen) Ausfahrposition, in der der Rastring 8 außer Eingriff mit den Rastnuten 9 ist und die Rastabschnitte 14, 15 den Außenumfang 21 des Spannerkolbens 3 zwischen zwei benachbarten Rastnuten 9 umgreifen. Da der Durchmesser des gestrichelt eingezeichneten Außenumfangs 21 größer als der Durchmesser des Nutgrunds 23 ist, ist der Rastring 8 in dieser Übergangssituation elastisch gespreizt. Das Spreizen hat zur Folge, dass der gegenseitige Abstand 26 der Anschlagabschnitte 17 und 19 an der offenen Seite des Rastrings 8 größer als der gegenseitige Abstand 27 der Anschlagabschnitte 16 und 18 an dessen geschlossener Seite ist.
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Der Rastring 8 wird während des Rastnutwechsels, d.h. bei Verlagerung von der Rast- in die Übergangssituation mit den Anschlagabschnitten 16, 17, 18, 19 an beiden Ausfahranschlägen 10, 11 abgestützt und gleichzeitig durch deren Keilform unterstützend gespreizt, so dass die gemeinsame Ebene 20 der Rastabschnitte 14, 15 und der Anschlagabschnitte 16, 17, 18, 19 dementsprechend zur Verfahrachse 13 ausgerichtet wird. Diese Ausrichtung ist idealerweise so, dass in der Übergangssituation die gemeinsame Ebene 20 exakt parallel zur Ebene 22 verläuft. Eine zur Verfahrachse 13 symmetrische Anordnung der Ausfahranschläge 10, 11 stünde dieser Zielsetzung entgegen, da die sich beim Verlagern des Rastrings 8 zunehmend voneinander unterscheidenden Abstände 26, 27 der Anschlagabschnitte 16, 17, 18, 19 zu einer zur Ebene 22 unzulässig geneigten Ausrichtung der Anschlagabschnitte 16, 17, 18, 19 an der Keilform der Ausfahranschläge 10, 11 führen würde. Wie eingangs erwähnt, besteht bei übermäßiger Schiefstellung des Rastrings 8 das Risiko des Funktionsverlusts des Kettenspanners 1. Bei diesbezüglichen Versuchen der Anmelderin hat sich eine Kontaktgeometrie der Anschlagabschnitte 16, 17, 18, 19 und der Ausfahranschläge 10, 11 als zielführend herausgestellt, bei der die Neigung der Ebene 20 zur Ebene 22 0,5° nicht überschreitet. Ein durch die Kontaktgeometrie vorbestimmter Neigungswinkel soll folglich höchstens 0,5° betragen, wenn der Rastring 8 den Außenumfang 21 des Spannerkolbens 3 zwischen zwei benachbarten Rastnuten 9 umgreift und sich in der vollständig gespreizten Übergangssituation befindet.
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Der vorbestimmte Neigungswinkel beträgt bei den Ausfahranschlägen 10, 11 des in 5 dargestellten Spannergehäuses 2 in Verbindung mit dem Rastring 8 exakt 0°, wenn sich der Rastring 8 in der (vollständig gespreizten) Übergangssituation befindet. Dies ergibt sich durch die gegenseitige Asymmetrie der axialen Vorsprünge 24, 25 in der Weise, dass die Keile der Ausfahranschläge 10, 11 mit identischem Keilwinkel von 120° axial versetzt sind. Der in 5 stark übertrieben dargestellte Versatz beträgt vorliegend 0,35mm, wobei der an der offenen Seite des Rastrings 8 verlaufende Ausfahranschlag 11 in Einfahrrichtung des Spannerkolbens 3 versetzt ist.
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6 zeigt demgegenüber modifizierte Ausfahranschläge 10, 11 gemäß des Ansichtspfeils in 5. Bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel gehen die Ausfahranschläge 10, 11 ohne gegenseitigen Axialversatz, jedoch mit voneinander verschiedenen Keilwinkeln von den Vorsprüngen aus, wobei der an der offenen Seite des Rastrings 8 verlaufende Ausfahranschlag 11 korrespondierend mit den dort weiter beabstandeten Anschlagabschnitten 17, 19 einen größeren Keilwinkel als der gegenüberliegende Ausfahranschlag 10 hat.
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In einem nicht dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel können die Keile der Ausfahranschläge 10, 11 in Draufsicht ebenfalls keilförmig geformt sein, so dass sie mit den Anschlagabschnitten 16, 17, 18, 19 in weitestgehend vollständigem Linienkontakt stehen.
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In einem ebenfalls nicht dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel können die Keile der Ausfahranschläge 10, 11 in Draufsicht ballig geformt sein, so dass sie mit den Anschlagabschnitten 16, 17, 18, 19 in kantenträgerfreiem Punktkontakt stehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018110030 A1 [0002]
