DE112007000798B4 - Spann- oder Führungsschiene mit Verliersicherung für Haltebolzen - Google Patents
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Abstract
Spann- oder Führungsschiene zum Spannen und/oder Führen einer Antriebskette (6) mit einer Öffnung (16) zur Aufnahme eines Haltebolzens (17) und einem in die Öffnung (16) einführbaren Haltebolzen (17), wobei eine zwischen dem Haltebolzen (17) und der Öffnung (16) wirkende Rastvorrichtung mit einem Rastvorsprung an der Öffnung (16) und einer Rastvertiefung (22) an dem Haltebolzen (17) oder umgekehrt vorgesehen ist, die den Haltebolzen (17) relativ zur Öffnung (16) in einer Befestigungsstellung sichert, dadurch kennzeichnet, dass eine weitere Rastvertiefung (21) vorgesehen ist, die in einem Abstand (M) zur ersten Rastvertiefung (22) angeordnet ist, wobei der Abstand (M) im Wesentlichen dem Abstand zwischen einer Montagestellung und der Befestigungsstellung derart entspricht, dass der Haltebolzen (17) von der Rastvorrichtung in der Montagestellung zum Bereitstellen einer Montagehilfe gesichert ist und zum Überführen des Haltebolzens (17) in die Befestigungsstellung zumindest temporär freigegeben wird.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spann- oder Führungsschiene zum Spannen und/oder Führen einer Antriebskette, mit einer Öffnung zur Aufnahme eines Haltebolzens und einem in die Öffnung einführbaren Haltebolzen, wobei eine zwischen dem Haltebolzen und der Öffnung wirkende Rastvorrichtung mit einem Rastvorsprung an der Öffnung und einer Rastvertiefung an dem Haltebolzen oder umgekehrt vorgesehen ist, die den Haltebolzen relativ zur Öffnung in einer Befestigungsstellung sichert.
- Insbesondere bei Steuerkettentrieben an Verbrennungsmotoren sind neben der hohen Präzision und der gewünschten guten Funktionalität von Spann- oder Führungsschienen auch deren einfache Montierbarkeit gefragt. Die Steuerkettentriebe werden häufig unter beengten Bauraumverhältnissen am Motorgehäuse montiert. Hierbei spielt die Gesamtbreite sämtlicher Bestandteile des Steuerkettentriebs im Montagezustand eine entscheidende Rolle. Während Führungsschienen meist fest mit dem Motorblock verschraubt werden, dient der Haltebolzen bei Spannschienen gleichzeitig als Schwenkachse für die Spannschiene. Bei beiden Schienentypen ist man nach wie vor bestrebt, Verbesserungen bei der zumeist von Robotern vorgenommenen Montage solcher Schienen herbeizuführen.
- Eine gattungsgemäße Spann- oder Führungsschiene ist aus der
DE 3706136 C1 bekannt. Eine weitere Variante zur Anbringung einer Spannschiene ist in derDE 10302876 A1 beschrieben. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, eine vereinfachte Montage von Spann- oder Führungsschienen der eingangs genannten Art mit Hilfe eines Haltebolzens bereitzustellen.
- Diese Aufgabe wird bei einer Spann- oder Führungsschiene der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine weitere Rastvertiefung vorgesehen ist, die in einem Abstand zur ersten Rastvertiefung angeordnet ist, wobei der Abstand im Wesentlichen dem Abstand zwischen einer Montagestellung und der Befestigungsstellung derart entspricht, dass der Haltebolzen von der Rastvorrichtung in der Montagestellung zum Bereitstellen einer Montagehilfe gesichert ist und zum Überführen des Haltebolzens in die Befestigungsstellung zumindest temporär freigegeben wird.
- Das bedeutet, dass der Haltebolzen und die Öffnung bei der Montage eine Rastverbindung eingehen und somit eine Verliersicherung für den Haltebolzen bereitgestellt ist. Dabei kann der Bolzen eine für die Montage vorteilhafte Einschubposition innerhalb der Öffnung einnehmen. Wenn z. B. ein Bolzen mit Einschraubgewinde verwendet wird, kann dieses auf einer Seite etwas vorstehen, um eine Einfädelhilfe zum Auffinden eines Innengewindes, z. B. an einem Motorblock bereitzustellen. Das bedeutet dann aber auch, dass der Bolzen über einen Teil seiner Länge bereits vollständig in die Öffnung eingefädelt ist und die Breite der Spannschiene nicht mehr als zusätzlicher Bauraum zum Einfädeln des Haltebolzens benötigt wird. Sobald dann eine Entriegelungskraft ausgeübt wird, lässt sich der Bolzen axial relativ zur Öffnung verschieben. Sofern ein Gewindebolzen verwendet wird, lässt sich dieser dann einschrauben. Die für die Montage zur Verfügung zu stellende Weglänge lässt sich aufgrund dieser Vorpositionierung des Haltebolzens in der Montagestellung auf relativ einfache Weise minimieren. Des Weiteren ist der Haltebolzen in der Öffnung gesichert und kann bei der Montage nicht verloren gehen, was ansonsten zu Montagefehlern führen würde. Rastvorsprung und Rastvertiefung sind bevorzugt einteilig zusammen mit dem jeweiligen Element (Haltebolzen oder Öffnung) ausgestaltet. Eine axiale Sicherung in der Anbringstellung wird durch eine zweite Rastvertiefung erreicht, die in einem Abstand Zur ersten Rastvertiefung angeordnet ist, wobei der Abstand dem Abstand im Wesentlichen zwischen der Montagestellung und der Befestigungsstellung entspricht. Dies führt zu einem abermaligen Verrasten in der Befestigungsstellung. Hierdurch kann auf zusätzliche Maßnahmen zur axialen Sicherung der Spann- oder Führungsschiene am Haltebolzen verzichtet werden.
- Konstruktiv einfach ist die Rastvertiefung bei einer Ausführungsform durch eine Ringnut ausgestaltet. Nachdem zumindest bei Spannschienen rotationssymmetrische Querschnitte für den Haltebolzen Anwendung finden müssen, eignet sich eine umlaufende Ringnut hierzu sehr gut. Gleiches gilt bei einer Ausführungsform auch für den Rastvorsprung, wenn dieser durch einen Ringsteg bzw. Ringwulst gebildet ist. Selbstverständlich lassen sich beide Ausführungsvarianten auch durch unterbrochene Ringnuten und Ringstege bzw. Ringwulste in ihrer Wirkung imitieren.
- Nachdem die Sicherung des Haltebolzens in der Öffnung nur temporär für den Montagevorgang erfolgt, soll die zu überwindende Entriegelungskraft nur so groß sein, dass eine Montage sehr leicht erfolgen kann und die Verriegelung den Haltebolzen beim Montagevorgang ausreichend sichert. Hierzu ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass der Rastvorsprung eine Mähe aufweist, die höchstens 10%, bevorzugt höchstens 5% und mindestens 1% des Durchmessers der Öffnung beträgt. Hierbei werden die höheren Beträge eher für einseitig angeordnete Rastvorsprünge verwendet, während bei umlaufenden Ringstegen bzw. Ringwülsten auch Hohen von höchstens 2,5% durchaus realistisch sind.
- Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Produktserie, umfassend eine Spann- oder Führungsschiene erster Baubreite und eine Spann- und/oder Führungsschiene zweiter Baubreite, und einen in jeweils eine Öffnung beider Spann- und/oder Führungsschienen einsetzbaren Haltebolzen, wobei die Spann- und/oder Führungsschienen und der Haltebolzen eine Montageseite aufweisen, und die Montageseite des Haltebolzens und die Montageseite der Spann- und/oder Führungsschiene erster und zweiter Baubreite in der Montagestellung und in der Befestigungsstellung die gleiche relative Position zueinander aufweisen. Obwohl die Serie Spann- und/oder Führungsschienen unterschiedlicher Baubreite umfasst, wird ein und derselbe Haltebolzentyp verwendet, wodurch sich die Bauteilvielfalt verringern lässt. Die mit dem Haltebolzen versehenen Spann- oder Führungsschienen erster und zweiter Baubreite unterscheiden sich auf ihrer Montageseite hinsichtlich des Überstandes und der Anordnung des Haltebolzens, weder in der Montage- noch in der Befestigungsstellung, nicht voneinander, wodurch gleiche Montagebedingungen erzeugt sind. Lediglich auf der gegenüberliegenden Seite (der der Montageseite abgewandten Seite) nimmt der Haltebolzen eine etwas andere relative Position ein (mehr oder weniger Überstand oder gar kein Überstand). Hierdurch ist auch der Montagevorgang der unterschiedlich breiten Spann- und/oder Führungsschienen einheitlich und kann nahezu identisch ausgeführt und somit sehr leicht automatisiert werden.
- Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Vorderansicht eines Steuerkettentriebs, -
2 eine Explosionsdarstellung eines Abschnitts einer Führungsschiene mit Haltebolzen, -
3 eine Draufsicht auf den Abschnitt der Führungsschiene aus2 in vergrößerter Darstellung, -
4a eine Schnittdarstellung durch eine Spannschiene in einer Montagestellung, -
4b eine Schnittdarstellung durch die Spannschiene aus4a in einer Befestigungsstellung, -
5 den Ausschnitt V aus4a in einer vergrößerten Darstellung, -
6a eine weitere Ausführungsform einer Spannschiene im Vollschnitt in einer Montagestellung und -
6b die Spannschiene aus6a im Vollschnitt in einer Befestigungsstellung. - In
1 ist ein Steuerkettentrieb1 eines Verbrennungsmotors2 dargestellt. Dieser umfasst ein Kurbelwellenkettenrad3 , zwei oben liegende Nockenwellenkettenräder4 und5 , eine um die Kettenräder herumgeführte Steuerkette6 sowie eine Spannschiene7 und eine Führungsschiene8 . Die Spannschiene7 wird mittels eines Kettenspanners9 gegen die Steuerkette6 gedrückt und ist um ein Schwenklager10 schwenkbar am Motorblock11 gelagert. Die Führungsschiene8 ist fest am Motorblock11 angeschraubt. Sowohl die Spann- als auch die Führungsschiene7 und8 bestehen jeweils aus einem Träger12 bzw.13 und einem darauf angeordneten Gleitbelagkörper14 bzw.15 . Der Träger12 oder13 und der Gleitbelagkörper14 oder15 sind jeweils gemäß ihren gewünschten Eigenschaften aus jeweils einem Material mit anderen Eigenschaften hergestellt. Die Anbringung der Spann- und Führungsschiene7 bzw.8 am Motorblock11 erfolgt mittels noch näher zu beschreibender baugleicher Haltebolzen17 . - Die schematische Darstellung der
1 zeigt die prinzipielle Anordnung und Verwendung solcher Spann- und Führungsschienen7 bzw.8 . Die Ausgestaltung der Spann- und Führungsschienen kann jedoch vielfältig sein. Die vorliegende Erfindung kann auf die unterschiedlichsten Ausgestaltungen solcher Schienen angewendet werden, weshalb bezüglich des detaillierten Aufbaus von z. B. Träger- und Gleitbelagkörper auf den bekannten Stand der Technik verwiesen wird. - Im Folgenden wird anhand der
2 und3 ein Ausführungsbeispiel einer Führungsschiene8 näher erläutert. - Wie insbesondere aus der
2 zu erkennen ist, besteht die Führungsschiene8 aus einem festen Träger13 (hier Aluminium) und einem darauf geclipsten Gleitbelagkörper15 aus einem Kunststoffmaterial mit niedrigem Reibwert. Der Träger13 weist zwei im Abstand zueinander angeordnete Öffnungen16 zur Aufnahme eines Haltebolzens17 auf. Die Öffnung16 ist im Querschnitt kreisförmig ausgestaltet und mit einem einseitig vorstehenden Raststeg18 versehen. Die Höhe H des Raststeges18 beträgt im vorliegenden Fall ca. 8% des Durchmessers D der Öffnung16 . - Der Haltebolzen
17 weist einen Gewindeabschnitt19 und einen zylinderförmigen Einsteckabschnitt20 auf. Der Einsteckabschnitt20 ist mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Ringnuten21 und22 versehen. Die Tiefe der Ringnuten21 und22 ist so bemessen, dass darin der Raststeg18 aufnehmbar ist. Die Höhe des Raststegs18 lässt es jedoch zu, dass aufgrund einer axialen Krafteinwirkung auf den Haltebolzen17 und aufgrund zumeist elastischer Verformungen (eventuell ein gewisser plastischer Anteil) der Haltebolzen17 axial verschiebbar ist und somit der Raststeg18 außer Eingriff mit der ersten Ringnut21 kommt und bei Überwinden einer gewissen axialen Strecke in die zweite Ringnut22 einrastet. Die erste Ringnut21 gibt eine Montagestellung und die zweite Ringnut22 eine Befestigungsstellung vor. Die genauen Positionen dieser Ringnuten21 und22 und die zugehörige Position des Raststegs18 werden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer zugehörigen Spannschiene7 gemäß der4a ,4b und5 verständlich. - Obwohl die
4a ,4b und5 die Schwenkstelle einer Spannschiene7 zeigen, besteht ansonsten der Unterschied zum Querschnitt der Ausführungsform der Führungsschiene gemäß den2 und3 lediglich darin, dass nunmehr ein umlaufender Ringsteg18.1 verwendet wird und die Tiefe der beiden Ringnuten21 und22 hieran angepasst ist. Ansonsten sind jedoch Lage und Wirkungsweise nahezu identisch. In der4a sind der Haltebolzen17 und die Spannschiene7 in einer Montagestellung miteinander verrastet. Hierbei befindet sich der Ringsteg18.1 in der ersten Ringnut21 . Wie anhand der5 gesehen werden kann, ist der Ringsteg18.1 wulstförmig oder annährend wulstförmig (trapezförmig im Querschnitt) ausgestaltet, wodurch er besser über die Kanten des Einsteckabschnitts hinweggleitet. Die erste Ringnut21 weist auf ihrer dem Gewindeabschnitt19 abgewandten Seite eine Auflaufschräge21.1 auf, die ein Verschieben des Haltebolzens17 nach rechts (siehe Fig.) begünstigt. Die zweite Ringnut22 weist gerade Seitenwände auf. - In der in der
4a gezeigten Montagestellung steht eine Montageseite23 des Haltebolzens17 etwas über eine Montageseite24 des Trägers12 der Spannschiene7 über, so dass ein Einfädeln in eine zugehörige Gewindeöffnung leichter möglich ist. - Mittels einer axialen Kraft, die auch beim Einschraubvorgang des Haltebolzens
17 ausgeübt werden kann, gleitet der Ringsteg18.1 aus der ersten Ringnut21 heraus und entlang der Mantelfläche des Einsteckabschnittes20 bis er in der zweiten Ringnut22 einrastet und die in4b gezeigte Befestigungsstellung vorgibt. Der Mittenabstand M der beiden Ringnuten21 und22 gibt dabei im Wesentlichen den axialen Positionsunterschied zwischen der Montagestellung und der Befestigungsstellung vor. Das Einschrauben des Haltebolzens17 erfolgt über die endseitig angeordnete Werkzeugöffnung25 . Der Ringsteg18.1 liegt in dieser Stellung an der linken Seitenwand der Ringnut22 an, so dass eine Art Anschlag in dieser Stellung gebildet ist und die Spannschiene17 eine gewisse axiale Lagesicherung erfährt. Auf der gegenüberliegenden Seite steht die Stirnseite26 des Einsteckabschnittes20 etwas über die Montageseite24 des Trägers12 über, um dessen Schwenkbarkeit zu gewährleisten. - Im Folgenden wird anhand der
6a und6b eine zweite Ausführungsform einer Spannschiene7 näher erläutert. Es wird im Folgenden nur auf die wesentlichen Unterschiede eingegangen. Sofern auf gleiche und gleichwirkende Bauteile Bezug genommen wird, werden die gleichen Bezugsziffern verwendet und auf die obige Beschreibung verwiesen. - Der Hauptunterschied besteht darin, dass in den
4a und4b eine Spannschiene erster Baubreite B1 und in den6a und6b eine Spannschiene7 zweiter Baubreite B2 verwendet wird. Der Haltebolzen17 ist jedoch identisch ausgestaltet. - Die Spannschiene
7 aus den4a und4b wird bevorzugt für Simplexketten und die Spannschiene aus den6a und6b für Duplexketten verwendet. Insbesondere anhand eines Vergleichs der4a und6a ist zu erkennen, dass die relative Position der Montageseite23 des Haltebolzens17 und der Montageseite24 des Trägers12 zueinander identisch sind. Das bedeutet, der Gewindeabschnitt19 steht bei beiden Schienen gleichweit über die Montageseite24 über. - Gleiches ist auch bei einem Vergleich der
4b und6b zu erkennen. Auch hier ist der Überstand bzw. der Abstand zwischen der Montageseite23 und der Montageseite24 bei beiden Ausführungsbeispielen gleich. Lediglich die gegenüberliegende Stirnseite27 des Haltebolzens17 weist eine unterschiedliche Lage auf. In der Befestigungsstellung ist diese außerhalb der Öffnung16 in einigem Abstand angeordnet, während sie gemäß der6b innerhalb der Öffnung16 etwas zurückversetzt angeordnet ist. - Diese beiden Ausführungsbeispiele zeigen, dass ein und derselbe Haltebolzen
17 sowohl für die Spannschiene7 gemäß den4a und4b als auch für die Spannschiene7 gemäß den6a und6b verwendet werden kann. Es besteht somit ein Spannschienensystem mit baugleichen Haltebolzen17 , das eine reduzierte Teileanzahl aufgrund des identischen Bolzens aufweist. Die Funktions- und Wirkungsweise des Haltebolzens17 ist bei dieser zweiten Ausführungsform identisch zur Ausführungsform der4a und4b . Ein solches System ist selbstverständlich auch auf Führungsschienen oder eine Kombination aus Führungs- und Spannschiene übertragbar. Das bedeutet, dass Spann- und Führungsschienensysteme auch miteinander kombiniert werden können, so dass innerhalb eines Steuerkettentriebs2 sowohl Spann- als auch Führungsschienen7 ,8 mit dem gleichen Haltebolzen17 am Motorblock11 angebracht werden. - Der Vollständigkeit halber sei hier noch angemerkt, dass auch die Öffnung
16 mit mindestens einer Ringnut und der Einsteckabschnitt20 des Haltebolzens17 mit mindestens einem Raststeg bzw. Ringsteg18 oder18.1 versehen sein kann, ohne die Lehre der Erfindung zu verlassen.
Claims (5)
- Spann- oder Führungsschiene zum Spannen und/oder Führen einer Antriebskette (
6 ) mit einer Öffnung (16 ) zur Aufnahme eines Haltebolzens (17 ) und einem in die Öffnung (16 ) einführbaren Haltebolzen (17 ), wobei eine zwischen dem Haltebolzen (17 ) und der Öffnung (16 ) wirkende Rastvorrichtung mit einem Rastvorsprung an der Öffnung (16 ) und einer Rastvertiefung (22 ) an dem Haltebolzen (17 ) oder umgekehrt vorgesehen ist, die den Haltebolzen (17 ) relativ zur Öffnung (16 ) in einer Befestigungsstellung sichert, dadurch kennzeichnet, dass eine weitere Rastvertiefung (21 ) vorgesehen ist, die in einem Abstand (M) zur ersten Rastvertiefung (22 ) angeordnet ist, wobei der Abstand (M) im Wesentlichen dem Abstand zwischen einer Montagestellung und der Befestigungsstellung derart entspricht, dass der Haltebolzen (17 ) von der Rastvorrichtung in der Montagestellung zum Bereitstellen einer Montagehilfe gesichert ist und zum Überführen des Haltebolzens (17 ) in die Befestigungsstellung zumindest temporär freigegeben wird. - Spann- oder Führungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastvertiefung (
21 ) von einer Ringnut gebildet ist. - Spann- oder Führungsschiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastvorsprung von einem Raststeg (
18 ) bzw. Ringsteg (18.1 ) gebildet ist. - Spann- oder Führungsschiene nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastvorsprung eine Höhe (H) aufweist, die höchstens 10%, bevorzugt höchstens 5%, und mindestens 1% des Durchmessers (D) der Öffnung (
16 ) beträgt. - Produktserie, umfassend eine Spann- oder Führungsschiene (
7 ,8 ) erster Baubreite (B1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und eine Spann- oder Führungsschiene zweiter Baubreite (B2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, und einen in jeweils eine Öffnung (16 ) beider Spann- und/oder Führungsschienen (7 ,8 ) einsetzbaren Haltebolzen (17 ), dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (12 ,13 ) der Spann- oder Führungsschiene (7 ,8 ) und der Haltebolzen (17 ) jeweils eine Montageseite (23 ,24 ) aufweisen und die Montageseite (23 ) des Haltebolzens (17 ) und die Montageseite (24 ) der Spann- oder Führungsschiene (7 ,8 ) erster und zweiter Baubreite (B1, B2) in der Montagestellung und in der Befestigungsstellung die gleiche relative Position zueinander aufweisen.
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