DE19507770A1 - Führungsschiene, insbesondere Kettenspanner für einen Nockenwellenantrieb einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Führungsschiene, insbesondere einen Kettenspanner für einen Nockenwellenantrieb einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Führungsschienen der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Diese dienen zum Führen und Spannen von Ketten oder anderen Antriebseinrichtungen, beispiels­ weise Riemen und ähnlichem, zum Antrieb von Nocken­ wellen oder anderen Nebenaggregaten in Kraftfahr­ zeugen. Die Ketten werden von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges angetrieben und übertragen die Antriebsenergie auf die Nockenwelle beziehungsweise die Nebenaggregate. Hierbei kommt einer Führung der Kette eine besondere Bedeutung zu. Die Führung muß so erfolgen, daß die Kette eine nötige Kettenspannung aufweist, damit die Antriebsenergie möglichst ver­ lustfrei übertragen werden kann und ein Schlupf an den Antriebselementen der Nockenwelle beziehungsweise der Nebenaggregate vermieden wird.

Ein derartiger Kettenspanner ist beispielsweise aus der DE-PS 37 06 136 bekannt. Dieser weist einen Grundkörper und einen von dem Grundkörper gehaltenen Gleitbelagkörper auf. Der Gleitbelagkörper ist hier­ bei mittels in Kettenlaufrichtung sich erstreckender Schwalbenschwanzverbindungen mit den Grundkörper ver­ bunden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Führungsschiene mit den im An­ spruch 1 genannten Merkmalen bietet den Vorteil, daß dieser einfach und gewichtssparend aufgebaut ist und unter allen, insbesondere bei einem Kraftfahrzeug auftretenden, Betriebsbedingungen zuverlässig funk­ tioniert. Dadurch, daß der Grundkörper den Gleitbe­ lagkörper an wenigstens drei Seiten formschlüssig um­ greift, wird eine sehr stabile und kompakte Anordnung geschaffen, die allen während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Führungsschiene auftretenden Betriebs­ bedingungen zuverlässig standhält. Insbesondere da­ durch, daß der Gleitbelagkörper an wenigstens drei Seiten von dem Grundkörper umgriffen wird, wird auf engstem Einbauraum eine sehr verwindungssteife Führungsschiene erzielt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß der Grundkörper ein U-Profil aufweist, das den vorzugsweise ebenfalls als U-Profil ausgebildeten Gleitbelagkörper aufnimmt. Hierdurch können sich vor­ zugsweise die Schenkel der U-Profile aneinander ab­ stützen, so daß im Bereich der seitlichen Führung der Kette eine Doppelwandigkeit der Führungsschiene ge­ geben ist. Dies führt zu einer hohen Steifigkeit der Führungsschiene.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schenkel des Gleitbelagkör­ pers radiale Vorsprünge aufweisen, die in Ausneh­ mungen der Schenkel des U-Profils des Grundkörpers eingreifen. Hierbei besitzen die Ausnehmungen bevor­ zugterweise eine größere axiale Erstreckung in Ket­ tenlaufrichtung als die Vorsprünge des Gleitbelag­ körpers. Somit wird vorteilhaft erreicht, daß durch den Eingriff der Vorsprünge in die Aufnehmungen eine gute Arretierung des Gleitbelagkörpers erzielt wird. Durch die geringere axiale Erstreckung der Vorsprünge wird darüber hinaus sehr vorteilhaft erreicht, daß unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten des Grundkörpers und des Gleitbelagkörpers ausgeglichen werden können, indem der Gleitbelagkörper in dem U- Profil des Grundkörpers längs verschieblich ange­ ordnet ist. Dieser kann sich somit aufgrund eines unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten be­ ziehungsweise aufgrund einer stärkeren Erhitzung als der Grundkörper in der Länge ausdehnen, ohne daß es zu Verspannungen in der Konstruktion der Führungsschiene kommt.

Darüber hinaus ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Schenkel des Grundkörpers in Kettenfüh­ rungsrichtung nicht durchgehend ausgebildet sind. Diese weisen bevorzugterweise lediglich dort Ab­ schnitte auf, in denen die Ausnehmungen vorhanden sind. Hierdurch ergibt sich, ohne daß eine Stabilität der Führungsschiene wesentlich beeinträchtigt wird, eine Gewichtseinsparung für die gesamte Führungs­ schiene.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbei­ spielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Kettenspanners;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Kettenspanner in einer anderen Ausführung und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie I-I gemäß Fig. 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein allgemein mit 10 bezeichneter Kettenspanner dar­ gestellt. Der Kettenspanner 10 besitzt einen Grund­ körper 12 sowie einen Gleitbelagkörper 14. Zur Auf­ nahme des Gleitbelagkörpers 14 weist der Grundkörper 12 an seiner diesem zugewandten Seite ein U-Profil 16 auf. Die Schenkel 18 des U-Profils 16 umschließen hierbei den Gleitbelagkörper 14 formschlüssig. Der Gleitbelagkörper 14 seinerseits besteht ebenfalls aus einem U-Profil 20, dessen Schenkel 22 an den Schenkeln 18 des U-Profils 16 anliegen. Die U-Profile 16 und 20 sind hierbei derart angeordnet, daß die offene Seite jeweils in eine Richtung weist. Der Grundkörper 12 weist ein Traggerüst 24 auf, das - in hier nicht näher zu betrachtender Weise - eine Anzahl von Stegen 26 besitzt, die dem Grundkörper 12 eine notwendige Stabilität geben. Innerhalb des Grundkörpers 12 sind zwei Buchsen 28 vorgesehen. Die Buchsen 28 dienen zur Befestigung des Kettenspanners 10 an einem hier nicht dargestellten Maschinen­ element, beispielsweise einer Verbrennungskraft­ maschine eines Kraftfahrzeuges, indem die Buchsen 28 von entsprechenden Bolzen durchgriffen werden.

Die Schenkel 18 des U-Profils 16 weisen beabstandet zueinander schlitzförmige Durchbrüche 30 auf, die sich in Kettenförderrichtung 32 erstrecken. In die Durchbrüche 30 greifen radiale Vorsprünge 34 des Gleitbelagkörper 14 ein. Die Vorsprünge 34 besitzen hierbei - in Kettenförderrichtung 32 gesehen - eine geringere axiale Ausdehnung als die Durchbrüche 30. Hierdurch wird erreicht, daß die Vorsprünge 34 ledig­ lich einen bestimmten Abschnitt der Durchbrüche 30 ausfüllen, während beabstandet hierzu ein Freiraum 36 der Durchbrüche 30 verbleibt. Lediglich ein erster Vorsprung 34′ besitzt eine dem Durchbruch 30 entspre­ chende axiale Ausdehnung, so daß dieser den Durch­ bruch vollständig ausfüllt und formschlüssig ein­ greift. In der perspektivischen Ansicht wird deut­ lich, daß das U-Profil 16 Bereiche 38 aufweisen kann, in denen die Schenkel 18 in Kettenförderrichtung 32 nicht durchgehend ausgebildet sind.

Sowohl der Grundkörper 12 als auch der Gleitbelagkör­ per 14 bestehen üblicherweise aus einem Kunststoff, die den jeweiligen Anforderungen angepaßt sind. Der Grundkörper 12 kann hierbei aus einem faserver­ stärkten Kunststoff bestehen, der die notwendige Sta­ bilität für den Kettenspanner realisiert. Der Gleit­ belagkörper 14 seinerseits besteht aus einem ver­ schleißfesten Kunststoff, der ein möglichst reibungs­ armes Gleiten einer Kette gestattet.

Beim bestimmungsgemäßen Einsatz des Kettenspanners 10 wird eine nicht dargestellte Kette in Kettenförder­ richtung 32 über den Kettenspanner 10 gezogen. Die Kette gleitet hierbei entlang des Gleitbelagkörpers 14 und wird sowohl durch dessen Grundfläche (Boden 42) als auch dessen Schenkel 22 geführt. Die hierbei an den Gleitbelagkörper 14 angreifenden Längskräfte in Kettenförderrichtung 32 werden durch den Vorsprung 34′ in das U-Profil 16 abgeleitet. Somit wird gewährleistet, daß das an drei Seiten formschlüssig von dem U-Profil 16 umgriffene U-Profil 20 des Gleitbelagkörpers 14 sich nicht verschieben kann. Der Vorsprung 34′ ist hierbei so dimensioniert, daß die maximal in Längsrichtung auftretenden Kräfte sicher abgefangen werden können.

Während des Einsatzes des Kettenspanners 10 wird die­ ser in der Regel einer Erwärmung ausgesetzt. Diese Erwärmung kann einerseits von einer Verbrennungs­ kraftmaschine eines Kraftfahrzeuges und andererseits durch eine Reibungswärme während des Gleitens der Kette über den Kettenspanner 10 entstehen. Hierbei kommt es zu einem unterschiedlichen Wärmeausdehnungs­ verhalten des Gleitbelagkörpers 14 und des Grund­ körpers 12. Dies ist gegeben, da der Grundkörper 12 und der Gleitbelagkörper 14 aus unterschiedlichen Ma­ terialien mit einem unterschiedlichen Wärmeausdeh­ nungskoeffizienten bestehen können. Darüber hinaus kann der Gleitbelagkörper 16 durch den unmittelbaren Berührungskontakt mit der Kette aufgrund der Rei­ bungswärme stärker erwärmt werden als der Grundkörper 12. Aufgrund dieses unterschiedlichen Wärmeausdeh­ nungsverhaltens kommt es zu einer relativen Ausdehnung des Gleitbelagkörpers 14 in Kettenförderrichtung 32 in Bezug auf den Grundkörper 12. Diese Ausdehnung wird durch den Grundkörper 12 nicht behindert, da die radialen Vorsprünge 34 in den Durchbrüchen 30 der Schenkel 18 ein Spiel in Ket­ tenförderrichtung 32 besitzen. Somit ist der Gleit­ belagkörper 14 in dem durch die Durchbrüche 30 vor­ gegebenen Längenmaß beweglich. Da der Gleitbelag­ körper 14 mit seinem Vorsprung 34′ fest an dem Grund­ körper 12 arretiert ist, führt eine Erwärmung zu einer Längenausdehnung in Richtung des dem Vorsprung 34′ abgewandten Endes des Gleitbelagkörpers 14. Durch diese freie Ausdehnungsmöglichkeit des Gleitbelag­ körpers 14 wird das Auftreten von Spannungen zwischen dem Grundkörper 12 und dem Gleitbelagkörper 14 ver­ mieden. Eine Beeinträchtigung der Gleitbewegung der Kette ist somit nicht gegeben.

Aufgrund der Bereiche 38, in denen das U-Profil 16 keinen Schenkel 18 aufweist, ist insgesamt eine Gewichtsreduzierung des Grundkörpers 12 möglich. Die Größe der Bereiche 38 ist hierbei so gewählt, daß eine Lagefixierung des Gleitbelagkörpers 14 nicht beeinträchtigt wird.

In der Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch einen wei­ teren Kettenspanner 10 gezeigt, bei dem gleiche Teile wie in Fig. 1 trotz eines teilweise unterschiedli­ chen Aufbaus mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. In der Schnittdarstellung wird deutlich, daß der Kettenspanner 10 bogenförmig verläuft, wobei klar ist, daß die U-Profile 16 beziehungsweise 20 die ent­ sprechend vorgegebene Bogenform beschreiben. Sowohl der Grundkörper 12 als auch der Gleitbelagkörper 14 können als Spritzgußteil oder Preßteil aus einem Kunststoff hergestellt sein, so daß die Formgebung insgesamt relativ einfach realisiert werden kann.

Der Längsschnitt zeigt eine Draufsicht auf einen Schenkel 22 des U-Profils 20, also des Gleitbelag­ körpers 14. Der Gleitbelagkörper 14 wird von dem U- Profil 16 des Grundkörpers 12 umgriffen, wobei hier in der Schnittdarstellung nur der Boden 40 des U- Profils 16 sichtbar ist. An den Boden 40 greifen unmittelbar die Stege 26 an, die das Tragwerk 24 bilden. Geschnitten dargestellt ist ein Boden 42 des Gleitbelagkörpers 14, der über die gesamte Länge des Kettenspanners 10 formschlüssig auf dem Boden 40 des U-Profils 16 aufliegt.

Zusätzlich kann an einem Ende 44 der Boden 42 gegenüber dem U-Profil 20 verlängert sein und beispielsweise in einem Bogen den Boden 40 des U- Profils 16 hintergreifen. Durch die Ausbildung des Bogens wird erreicht, daß der Gleitbelagkörper 14 in Kettenförderrichtung 32 nicht verrutschen kann, da eine in Längsrichtung wirkende Kraft durch den Bogen auf den Grundkörper 12 abgeleitet wird.

In der Fig. 2 sind weiterhin die in die Durchbrüche 30 eingreifenden Vorsprünge 34 dargestellt. Diese sind gestrichelt gezeichnet, da diese aus der Schnittansicht an sich nicht sichtbar sind. Es wird deutlich, daß die Durchbrüche 30 in Längserstreckung des Kettenspanners 10 eine größere Länge aufweisen als die Vorsprünge 34. Somit wird auch bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel die freie Beweglichkeit des Gleitbelagkörpers 14 aufgrund unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhaltens zu dem Grundkörper 12 gewährleistet.

In Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie I-I gemäß Fig. 2 gezeigt. Anhand der Schnitt­ darstellung wird einerseits das U-Profil 16 des Grundkörpers 12 sowie das U-Profil 20 des Gleit­ belagkörpers 14 deutlich. Die Schenkel 18 des U- Profils 16 beziehungsweise die Schenkel 22 des U- Profils 20 sowie der Boden 40 und der Boden 42 der U- Profile 16 beziehungsweise 20 liegen über ihre ge­ samte Berührungslänge formschlüssig aneinander. Der Gleitbelagkörper 14 wird somit an drei Seiten form­ schlüssig von dem U-Profil 16 des Grundkörpers 12 umgriffen und nimmt diesen quasi in sich auf. Wei­ terhin wird die Anordnung der Vorsprünge 34 in den Durchbrüchen 30 deutlich. Die Vorsprünge 34 weisen hierbei radial verlaufende konische Flanken 48 auf, die sich unter einem Winkel α nach außen öffnen. Die Anlageflächen 50 der Durchbrüche 30 verlaufen eben­ falls unter dem Winkel α. Der Winkel α ergibt sich aufgrund der Formschräge der Spritzgießform und beträgt beispielsweise 1°. Durch die Konizität der Vorsprünge 34 und der Durchbrüche 30 wird erreicht, daß die Schenkel 20 des Gleitbelagkörpers 14 mit den Schenkeln 18 des Grundkörpers 12 quer zur Ketten­ förderrichtung 32 fest verbunden sind. Die Vorsprünge 34 hintergreifen quasi die Anlageflächen 50, so daß eine radiale Beweglichkeit der Schenkel 22 verhindert ist. Da die Durchbrüche 30 - wie in Fig. 1 und Fig. 2 deutlich wird - in ihrer Längserstreckung größer sind als die Vorsprünge 34, wird trotz der Konizität der Flanken 48 beziehungsweise der Anlageflächen 50 eine Beweglichkeit des Gleitbelagkörpers 14 in Ket­ tenförderrichtung 32 gewährleistet.

Der Kettenspanner 10 insgesamt kann in einfacher Wei­ se, beispielsweise durch einen Spritzgießvorgang, hergestellt werden. Hierzu wird zuerst der Grund­ körper 12 mittels einer geeigneten Form hergestellt. In den Grundkörper 12, insbesondere in das U-Profil 16 des Grundkörpers 12, wird in einem nächsten Ver­ fahrensschritt der Gleitbelagkörper 14 mittels einer geeigneten Form eingespritzt. Während des Spritz­ vorgangs wird gleichzeitig die Ausbildung der Vor­ sprünge 34 vorgenommen, so daß nach Erstarren des Gleitbelagkörpers 14 dieser - wie vorbeschrieben - in dem Grundkörper 12 angeordnet ist.

Claims (8)

1. Führungsschiene, insbesondere Kettenspanner für einen Nockenwellenantrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Grundkörper und einem von dem Grundkörper gehaltenen Gleitbelagkörper zur Führung einer Kette, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12) an seiner dem Gleitbelagkörper (14) zugewandten Seite im Querschnitt gesehen ein U-förmiges Profil (16) aufweist, das den Gleitbelagkörper (14) aufnimmt.

2. Führungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gleitbelagkörper (14) im Querschnitt gesehen ein U-förmiges Profil (20) aufweist, dessen Schenkel (22) an den Schenkeln (18) des U-förmiges Profils (16) anliegen.

3. Führungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gleitbelagkörper (14) und der Grundkörper (12) in Kettenführungsrichtung (32) zumindest bereichsweise verschieblich zueinander angeordnet sind.

4. Führungsschiene nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schenkel (18) des U-förmigen Profils (16) des Grundkörpers (12) in Ketten­ führungsrichtung (32) sich erstreckende Durchbrüche (30) aufweisen, in die radiale Vorsprünge (34) der Schenkel (22) des U-förmigen Profils (12) des Gleitbelagkörpers (14) eingreifen.

5. Führungsschiene nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorsprünge (34) in Kettenführungs­ richtung (32) eine geringere axiale Erstreckung aufweisen als die Durchbrüche (30).

6. Führungsschiene nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (34) in radialer Richtung konisch verlaufende Flanken (48) aufweisen, die mit konisch verlaufenden Anlageflächen (50) der Durchbrüche (30) in Formschluß stehen.

7. Führungsschiene nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Vorsprung (34′) vorgesehen ist, dessen axiale Erstreckung der axialen Erstreckung des diesem zugeordneten Durchbruch (30) entspricht.

8. Führungsschiene nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (18) des U-förmigen Profils (16) des Grundkörpers (12) in Kettenführungsrichtung (32) nicht durchgehend ausgebildet sind.