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Die
Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, wie sie mit Kettenantrieben
zu Steuerungszwecken in Kraftfahrzeugen verwendet wird, und insbesondere
eine blattfederförmige
Spannvorrichtung, die an einer Montageplatte befestigt vorgesehen
ist und zwecks Transport und bequemem Anbau an einen Motor von einem
Haltestift gehalten wird.
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Spannvorrichtungen
werden als Steuervorrichtung für
eine Leistungsübertragungskette
verwendet, während
die Kette zwischen einer Mehrzahl von Kettenrädern läuft. Es ist allgemein wichtig,
die Kette mit einem bestimmten Maß an Spannung zu beaufschlagen
und dieses aufrechtzuerhalten, um Geräusche oder Schlupf zu verhindern.
Daß Schlupf verhindert
wird, ist insbesondere bei einer mit Kette getriebenen Nockenwelle
in einer Verbrennungskraftmaschine wichtig, da sich die Steuerung
der Nockenwelle durch Schlupf um mehrere Grade verändern und
möglicherweise
Schäden
verursachen kann. In dem rauhen Milieu, in der eine Verbrennungskraftmaschine
wirkt, kann sich die Kettenspannung auf Grund der starken Temperaturschwankungen
und der Differenzen zwischen den Längendehnungskoeffizienten unter
den verschiedenen Teilen des Motors einschließlich der Kette und der Spannvorrichtung
zwischen übermäßig hohen
und übermäßig niedrigen
Graden ändern.
Von Nockenwelle und Kurbelwelle ausgelöste Torsionsschwingungen bewirken,
daß die
Kettenspannung sehr stark schwankt. Diese Spannungsschwankung führt zur Kettendehnung.
Außerdem
kann durch Abnutzung der Kettenteile bei längerer Verwendung eine Kettendehnung
entstehen, die zu einer Abnahme der Kettenspannung führt.
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Im
allgemeinen wird bei blattfederförmigen Spannvorrichtungen
ein Federblatt verwendet, das unter Spannung mit einem Schuh aus
Kunststoff verriegelt wird, um die Kette mit Spannung zu beaufschlagen.
Vor dem Einbau in eine betriebsfähige Spannvorrichtung
wird die Blattfeder zu einer gekrümmten Form vorgeformt, und
der Schuh wird relativ flach vorgesehen. Der Schuh ist aus einem
halbstarren Material konstruiert, das sich verformt oder "kriecht", wenn es eine Belastung
bei hoher Temperatur erfährt.
Beim Einbau wird die Blattfeder derart flachgedrückt, daß sie zu der Form des Schuhs
korrespondiert, und dann mit diesem verriegelt. Da der halbstarre
Schuh die Blattfeder nicht in ihren ursprünglichen, stärker gekrümmten Zustand
zurückkehren
läßt, beaufschlagt
die Blattfeder den Schuh mit einer Last. Wenn die Spannvorrichtung
an einem Motor angebracht ist, bewirkt Wärme von dem Motor während des
Betriebs, daß die
Temperatur des Schuhs ansteigt und der Schuh weniger starr wird.
Infolge der Belastung von der Blattfeder wird der Schuh zu einer
stärker
gekrümmten
Form verformt. Durch diese Verformung wird Spannung auf eine Kette
aufgebracht.
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Die
Kettenspannvorrichtung ist derart positioniert, daß sie entgegen
einer freien Länge
der Kette zwischen den Kettenrädern
wirkt. Wenn die Blattfeder den Schuh in eine stärker gekrümmte Form drückt, ragt
der Scheitel des Schuhs weiter in den Bereich der Kette hinein und
erhöht
dadurch die Kettenspannung.
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Bei
typischen blattfederförmigen
Kettenspannvorrichtungen ist eine Blattfeder an einem Schuh verriegelt.
Beispielsweise wird in dem USA-Patent Nr. 3,490,302 von Turner et
al. eine Kettenspannvorrichtung offenbart, bei der die Blattfeder derart
angebracht ist, daß sie
sich durch eine Kombination von Loch und Stift hindurch mechanisch
mit einem Schuh verriegelt und diesen mit einer Last beaufschlagt.
Die Blattfeder liegt beständig
gegen den Schuh an.
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Noch
eine weitere Konstruktion zum Anbringen einer Blattfeder an einem
einzelnen Schuh ist in dem USA-Patent Nr. 5,055,088 von Cradduck
et al. offenbart. In diesem Referenzpatent wird eine blattfederförmige Spannvorrichtung
offenbart, bei der eine Mehrzahl von Blattfedern verwendet wird,
die durch einen Durchlaß in
einem Schuh aus Kunststoff hindurch mit dem Schuh verriegelt und
mit Hilfe eines Splints oder festen Stiftes befestigt sind.
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Leider
weisen die blattfederförmigen
Spannvorrichtungen nach dem Stand der Technik einen Nachteil auf.
Typischerweise werden blattfederförmige Spannvorrichtungen in
beengten Räumen
verwendet und werden zwecks leichterer Montage in dem Motor in gerader
Form zu Motormontageanlagen geliefert. Nach dem Stand der Technik
ist die Spannvorrichtung an einer Montageplatte in plattgedrückter Form
mit einem Haltestift befestigt, der zwischen der Blattfeder und
dem Schuh hindurch verläuft
und in eine Vertiefung oder einen Schlitz eingreift, die/der an
dem Schuh selbst ausgebildet ist, und der weiter durch ein Loch
in der Montageplatte verläuft,
der die blattfederförmige
Spannvorrichtung an Ort und Stelle befestigt. Für die Ausbildung der Vertiefung
in dem Schuh ist ein zusätzlicher
Fertigungsschritt erforderlich und bildet eine potentielle Schwachstelle
in dem Schuh.
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Die
blattfederförmige
Federspannvorrichtung 10 ist in 1–3 gezeigt. Der Schuh 30 weist eine
mit diesem verbundene Blattfeder auf, wobei die Blattfeder zwei
Blattfederglieder 20, 22 umfaßt, die entlang einer Bodenfläche 21 des
Schuhs 30 angeordnet sind. Ein Ende der Blattfeder wird
durch Einführen
in einen Schlitz in dem Schuh gehalten. Das andere Ende der Blattfeder
besitzt eine Öffnung 80, die über einen
Vorsprung 60 an dem entsprechenden Ende des Schuhs gepaßt ist,
und dieses wird mit einem festen Stift oder Splint 50,
der quer durch den Vorsprung 60 verläuft, an Ort und Stelle verriegelt.
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Nahe
an der Mitte der Bodenfläche 21 des Schuhs 30 ist
ein Schlitz 70 ausgebildet, der einen (in 2 gezeigten) Haltestift 55 aufnehmen
kann. Wenn die Spannvorrichtung 10 erstmalig an der Montageplatte 15 angebracht
wird, wird der Haltestift 55 durch die Lasche 25,
die an der Montageplatte 15 ausgebildet und mit dem Schlitz 70 im
Mittelabschnitt des Schuhs 30 ausgerichtet ist, und durch
ein in der Montageplatte ausgebildetes Loch geführt, und mithin wird der Schuh
an Ort und Stelle verriegelt.
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3 stellt die blattfederförmige Spannvorrichtung 10 nach
dem Stand der Technik bei Anwendung an einem verallgemeinerten Leistungsübertragungssystem
dar, das ein Antriebskettenrad 81, ein angetriebenes Kettenrad 82 und
eine die beiden Kettenräder
verbindende Kette 84 umfaßt. Die blattfederförmige Spannvorrichtung 10 ist
an der Montageplatte 15 angebracht und richtet, wenn diese
an dem Motorblock 86 angebracht ist, die obere Fläche 23 des
Spannschuhs 30 derart, daß er den schlaffen Abschnitt
der Kette 84 spannt. Die Montageplatte 15 umfaßt eine
Lasche 25, die von der Vorderseite der Montageplatte nach
außen
beabstandet ist und angrenzend an den Mittelabschnitt des Spannschuhs 30 angeordnet
ist. Die Montageplatte 15 umfaßt ferner einen passiven Puffer 88,
der im wesentlichen gegenüber
der Spannvorrichtung 10 liegt und auf die Antriebsseite
der Kette wirkt.
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In
US-A-542680, auf dem der Oberbegriff von Anspruch 1 beruht, wird
eine Kettenspannvorrichtung offenbart, die eine Montageplatte mit
einem von einer Seitenwand derselben nach außen beabstandeten Laschenabschnitt,
einen mit der Montageplatte verbundenen Lagerzapfen, einen langgestreckten
Schuh; eine in dem Schuh angeordnete Blattfeder und eine im wesentlichen
halbzylindrische, durch ein Ende des Schuhs verlaufende Vertiefung zum
Eingriff durch den Stift umfaßt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine blattfederförmige Spannvorrichtung, mit
der das Problem angesprochen wird, die Spannvorrichtung durch Bereitstellung
einer gebrauchsfertigen Vorrichtung, die leicht und kostengünstig herstellbar
und einfach an einem Motor anbringbar ist und eine stärkere Spannvorrichtung
ergibt, an der Montageplatte zu halten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Kettenspannvorrichtung zur Verwendung mit einer Kette
vorgesehen, mit: einer Montageplatte mit einer Seitenwand und einem
von der Seitenwand nach außen
beabstandeten und im wesentlichen zu dieser parallelen Laschenabschnitt,
wobei in dem Laschenabschnitt eine Vertiefung ausgebildet ist, einem
an der Montageplatte befestigten und von der Seitenwand nach der
Seite vorstehenden Lagerzapfen, einer Blattfeder mit einem ersten
und einem zweiten Ende, einem Schuh mit einem ersten und einem zweiten
Ende, die das erste und das zweite Ende der Blattfeder aufnehmen
können,
wobei der Schuh aus einem Kunststoff besteht, der kriecht, wenn
er bei Betrieb der Kette einer von dem Blattabschnitt darauf ausgeübten kontinuierlichen
Belastung entlang dem Blattabschnitt unterworfen wird, wobei in
dem ersten Ende des Schuhs eine erste Bohrung ausgebildet ist und
der Schuh durch die erste Bohrung in dem ersten Ende des Schuhs
schwenkbar auf dem Lagerzapfen angeordnet ist und in dem zweiten
Ende des Schuhs eine zweite Bohrung mit einer hohlen Mitte ausgebildet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine
zylindrische Hülse
mit einer hohlen Mitte in der zweiten Bohrung des Schuhs angeordnet
ist und sich quer über die
Feder erstreckt, so daß die
Blattfeder in Eingriff mit dem Blattschuh gehalten wird, wobei die
zylindrische Hülse
und die Vertiefung in der Montageplatte im wesentlichen ausgerichtet
sind, und einem Haltedorn, bei dem ein Ende durch die hohle Mitte
der zylindrischen Hülse
hindurch eingesetzt ist, wobei der Haltedorn einen Abschnitt aufweist,
der in die Vertiefung in der Lasche eingreift, um dadurch den Schuh in
einer festen Position zu halten.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kettenspannvorrichtung mit einer
Blattfeder in verriegelter Zuordnung zu einem Schuh aus Kunststoff.
Der Schuh umfaßt
einen Mechanismus, um die Blattfeder sicher gegen diesen anzulegen,
und einen weiteren, lösbaren
Mechanismus, um die Spannvorrichtung bei Befestigung an einer Montageplatte
in zurückgezogener
Position zu halten, bis die Einheit in ein Motorzeitgabesystem eingebaut
ist und gelöst
wird, um funktionieren zu können.
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Bei
einer Ausführungsform
weist die Bodenfläche
an einem Ende der Spannschuhs eine Rändelung mit einer Querbohrung
zur schwenkbaren Befestigung an einem Lagerzapfen auf. In der Rändelung
sind zwei längs
verlaufende Federschlitze ausgebildet. Das andere Ende des Schuhs
weist an der Bodenfläche
einen Vorsprung auf. Durch den Vorsprung hindurch ist quer zu der
Längsachse
des Schuhs eine Bohrung ausgebildet. Die Bohrungen in der Rändelung
und dem Vorsprung sind parallel zueinander. Ein Ende der Blattfeder
ist in die Federschlitze eingesetzt, und das andere Ende der Blattfeder
weist eine Öffnung
auf, die über
den Vorsprung paßt.
Die Blattfeder ist an dem Schuh mit einem hohlen Rollenstift verriegelt,
der in der Bohrung des Vorsprungs angeordnet ist.
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An
der Montageplatte ist im wesentlichen gegenüber der Spannvorrichtung vorzugsweise
ein einstückiger
passiver Puffer befestigt.
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Um
die Erfindung gut verständlich
zu machen, werden im folgenden einige Ausführungsformen derselben beispielhaft
beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen verwiesen wird,
in denen:
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1 eine Vorderansicht der
blattfederförmigen
Spannvorrichtung nach dem Stand der Technik ist, welche die in dem
Schuh ausgebildete Vertiefung zeigt,
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2 eine Ansicht der in 1 gezeigten Spannvorrichtung
von unten ist, wobei die Vertiefung durch eine gestrichelte Linie
dargestellt ist,
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3 eine perspektivische Ansicht
ist, welche die Kettenspannvorrichtung nach dem Stand der Technik
in einem Antriebsstrang "mit
Nocken im Block" für einen
Motor zeigt,
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4 eine Vorderansicht der
verriegelten Blattfeder und des Schuhs gemäß der vorliegenden Erfindung
ist,
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5 eine Ansicht der in 4 gezeigten blattfederförmigen Spannvorrichtung
von unten ist,
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6 eine perspektivische Ansicht
der bevorzugten Ausführungsform
der Kettenspannvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, die an einer Montageplatte befestigt und dort von
einem Haltestift festgehalten ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
den Zeichnungen offenbaren 4, 5 und 6 nunmehr eine bevorzugte Ausführungsform
der Kettenspannvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Kettenspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
kann in verschiedenen Motorarten und -konfigurationen (auch der
in 3 dargestellten)
in Verbindung mit verschiedenen Arten von Ketten verwendet werden,
zu denen, wenn auch nicht ausschließlich, Steuerketten, Leistungsübertragungsketten
und dergleichen gehören.
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Der
Schuh 130 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff, der
unter einer von der Blattfeder darauf ausgeübten kontinuierlichen Belastung kriecht.
Der Kunststoff ist vorzugsweise wärmestabilisiertes Nylon 6/6.
Der Schuh 130 umfaßt
auch einen Mechanismus, um das Blattfedermittel sicher gegen diesen
anzulegen, und umfaßt
bei der bevorzugten Ausführungsform
einen hohlen Rollenstift 150.
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Die
Blattfeder kann aus einem einzelnen oder aus einer Mehrzahl von
im wesentlichen flachen, rechteckigen Blattfedergliedern aus Stahl
bestehen. Jedes Ende der Blattfeder kann eine gerundete Rändelung
aufweisen, die ausgebildet ist, um an die Bodenfläche des
Schuhs zu stoßen
und das Scheuern des Schuhs zu vermindern. Bei einer eine Mehrzahl
von Federgliedern umfassenden Blattfeder kann jedes Federglied aus
einem anderen Material bestehen, kann unterschiedliche Dicken aufweisen und
kann beliebigen von einer Vielzahl von verschiedenen, in der Technik
bekannten Vorbehandlungsverfahren unterworfen werden, um den Eigenschaften
der Blattfeder gegenüber
der gewünschten
Belastung zu entsprechen, die gegen die Kette aufgebracht werden
soll.
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Die
Blattfeder wird folgendermaßen
in den Schuh 130 eingesetzt. Zwar stellt 4 mehrere Federglieder 120, 122 dar,
und 5 und 6 stellen eine einzelne Blattfeder 122 dar,
es versteht sich jedoch, daß bei
dem Verweis auf eine Blattfeder 122 entweder ein einziges
oder mehrere Federglieder vorgesehen sind. Die Blattfeder 122 oder
die zwei Federglieder 120, 122 verformen sich,
um zu der Form der Bodenfläche 121 des
Schuhs zu korrespondieren. Der Schuh 130 aus Kunststoff
ist vorzugsweise gerade oder mit sehr wenig Krümmung geformt, damit er leicht
in den Motor eingebaut werden kann. Deshalb muß die Blattfeder zwecks leichteren
Einbaus in den Schuh aus ihrer natürlichen Biegung in eine gerade Position
durchgebogen werden. Ein erstes Ende der Blattfeder, in dem bei
einer Ausführungsform
ein Längsschlitz 181 ausgebildet
ist und bewirkt, daß die Feder
zwei streifenförmige
Endabschnitte besitzt, wird in Schlitze eingesetzt, die an dem ersten
Ende 142 des Schuhs 130 in der Rändelung 165 ausgebildet
sind. Das zweite Ende 140 der Blattfeder 122,
in dem eine Öffnung 180 ausgebildet
ist, ist über
einen Vorsprung 160 gepaßt. Der Vorsprung 160 geht
von der Bodenfläche 121 des
zweiten Endes 140 des Schuhs aus. Durch eine Bohrung in
dem Vorsprung 160 hindurch ist eine Hülse 150 eingesetzt,
die hohl und vorzugsweise aus Metall ist. Die Bohrung ist quer zu
der Längsachse
der Blattfeder 122 und des Schuhs 130 ausgebildet.
Die zylindrische Hülse 150 drückt die
Blattfeder 122 gegen die Bodenfläche 121 des Schuhs 130.
Die Blattfeder 122 ist deshalb mechanisch mit dem Schuh 130 aus
Kunststoff verriegelt. Der hier verwendete Begriff "verriegelt" umfaßt nicht
das Verkleben mittels Klebstoffen, das Formen oder das Verbinden
durch Vernietung, Verbolzung oder Verschraubung.
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Der
Lagerzapfen 190 ist an einer Ecke einer im wesentlichen
Y-förmigen
Montageplatte 115 befestigt. Die verriegelte Blattfeder 120, 122 und
der Schuh 130 sind über
eine durch die Rändelung 165 hindurch
gebildete Querbohrung schwenkbar an dem Lagerzapfen 190 gelagert.
Ein Teil der Montageplatte 115 angrenzend an das freie
oder zweite Ende 140 des Schuhs 130 ist zu einer
Lasche 135 gebildet. Die Lasche 135 ist von der
Montageplattenfläche
nach außen
beabstandet und weist eine Vertiefung 145 auf, die mit
dem hohlen Rollenstift 150 ausgerichtet ist. Der Haltedorn 155 greift
bei Einbringen in den hohlen Rollenstift 150 in den Schlitz 145 in
der Lasche 135 ein und hält mithin die blattfederförmige Spannvorrichtung 100 in
zurückgezogener
Position. Durch Herausnehmen des Haltedorns 155, wenn die Vorrichtung
an einem Motor befestigt ist, wird das zweite Ende 140 der
Spannvorrichtung freigesetzt, wodurch die Spannvorrichtung mit der
Kette in Kontakt kommen und entgegen dieser wirken kann.
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In
Anordnung im wesentlichen gegenüber der
blattfederförmigen
Spannvorrichtung 100 ist an der Montageplatte 115 ein
passiver Puffer 188 zwecks Kontakt mit der Kette befestigt.
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Der
Fachmann, für
den die Erfindung bestimmt ist, kann unter Anwendung der Prinzipen
der Erfindung ohne Abweichung vom Wesen oder von wesentlichen Lehren
derselben, insbesondere bei Berücksichtigung
der vorstehenden Lehren, Modifizierungen und andere Ausführungsformen
derselben herstellen.