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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen eines
ersten Kettentriebs, insbesondere einer Ölpumpenantriebskette, mit einer Führungsschiene
zum Führen
eines zweiten Kettentriebs, die einen Gleitbelagkörper und
mindestens eine Lagerstelle zum Anbringen der Führungsschiene an einem Verbrennungsmotor
aufweist, einer Federeinrichtung und einer mittels der Federeinrichtung vorspannbaren,
relativ zur Führungsschiene schwenkbar
gelagerten Spannschiene, wobei die Spannschiene eine Lageröffnung und
die Führungsschiene
einen Fortsatz aufweist.
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Spann-
und Führungsschienen
werden für verschiedene
Anwendungen in einer großen
Anzahl in Verbrennungsmotoren eingesetzt, sowohl für den Steuerkettentrieb
als auch zum Antrieb von Nebenaggregaten, beispielsweise der Ölpumpe.
Während Führungsschienen
fest an einer bestimmten Position im Verbrennungsmotor angeordnet
sind und dort eine sichere Führung
eines Antriebsmittels bewirken, sind Spannschienen üblicherweise
an einer Lagerstelle auf einem Bolzen schwenkbar gelagert, wobei der
Bolzen fest im Verbrennungsmotor, beispielsweise im Kurbelgehäuse, angeordnet
ist.
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Aktuelle
Verbrennungsmotoren weisen eine steigende Anzahl von anzutreibenden
Aggregaten auf, bei einem gleichbleibenden oder sich reduzierenden
für den
Motor zur Verfügung
stehenden Raum. Des Weiteren weisen moderne Motoren eine steigende
Komplexität
auf, um den gestiegenen Anforderungen hinsichtlich der Emissionen
und des Kraftstoffverbrauchs von Verbrennungsmotoren gerecht zu
werden.
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Die
gestiegene Anzahl von Nebenaggregaten hat in Verbindung mit der
gestiegenen Komplexität
der Verbrennungsmotoren die Anordnungsmöglichkeiten notwendiger Spann-
und Führungsschienen
von Aggregatsantrieben immer weiter reduziert und mitunter unmöglich gemacht.
Zur Anbringung der Spann- und Führungsschienen
sind daher teilweise aufwändige
Konstruktionen notwendig, beispielsweise beim gemeinsamen Antrieb
von Nebenaggregaten und Steuerantrieb an der Nockenwelle des Verbrennungsmotors.
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Aus
der
DE 44 37 926 C1 ist
eine Vorrichtung zum Spannen einer Kette eines Verbrennungsmotors bekannt,
bei der der Spannbügel
für eine Ölpumpenkette
auf einem im Verbrennungsmotor verankerten Bolzen gelagert ist,
wobei dieser Bolzen gleichzeitig als Lagerstelle einer Gleitschiene
des Steuerantriebs dient. Für
die Ausgestaltung dieser Spannvorrichtung wurden die Gleitschiene
und/oder der Spannbügel verlängert, um
die sonst notwendigen zwei Lagerbolzen miteinander zu vereinen und
eine gemeinsame Lagerung auf einem Lagerbolzen vorzunehmen, der sich
unabhängig
von dem Spannbügel
und der Gleitschiene im Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors abstützt. Diese
Ausgestaltung erfordert neben der Verlängerung von zumindest einer
Schiene die Ausrichtung und Anpassung des Spannbügels und der Gleitschiene auf
eine gemeinsame Lagerstelle. Dadurch wird die freie Anordnung und
Auslegung der Bauteile hinsichtlich ihrer originären Funktion, hier das Spannen
bzw. Führen
eines Antriebs, zumindest eingeschränkt. Auch benötigt diese
Konstruktion einen verhältnismäßig langen
Bolzen mit einer entsprechend genauen und festen, d. h. montageaufwändigen Fixierung
im Kurbelgehäuse.
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Durch
die markante Konkurrenzsituation im Bereich der Automobilindustrie
besteht auch für
den Bereich der Verbrennungsmotoren ein starker Innovationsdruck,
der sich in kontinuierlichen Bestrebungen zur Verbesserung und Optimierung
von Bauteilen und ihrer Einbindung in immer kompliziertere Motorkonstruktion äußert. Auch
sind Vorrichtungen zum Spannen und Führen von Antriebsmitteln Massenprodukte,
bei denen im Hinblick auf die hohen Stückzahlen ständig die Notwendigkeit besteht,
die Konstruktion zu optimieren und eingesetzte Konstruktionen durch
einfachere und kostengünstigere
Konzepte oder durch Konstruktionen, die zu einer Vereinfachung des
Motoraufbaus und damit zu einer Reduktion des Montageaufwands führen, zu
ersetzen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Spannen eines flexiblen Antriebsmittels der eingangs genannten
Art bereitzustellen, die die Nachteile bekannter Konstruktionen
vermeidet, aber auch kostengünstig herstellbar
und montierbar ist, sowie die gestiegene Komplexität moderner
Motorkonstruktionen berücksichtigt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch
die erfindungsgemäße Anordnung des
Lagerbolzens auf dem Fortsatz der Führungsschiene kann eine Lagerstelle
zur schwenkbaren Lagerung der Spannschiene bereitgestellt werden, ohne
an der Position der Lagerstelle eine direkte, axial mit der Lagerstelle
ausgerichtete Befestigungsmöglichkeit
an dem Verbrennungsmotor, beispielsweise dem Kurbelgehäuse, zu
erfordern. Dies ist insbesondere dort von Vorteil, wo eine direkte
Anbringung des Lagerbolzens an dem Verbrennungsmotor, bedingt durch
die Kompaktheit oder Komplexität
des Motors nicht möglich
ist. Mit dieser Spannvorrichtung können auch freiliegende Bauräume zur
Anordnung einer Spannschiene genutzt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Führungsschiene mit
einem Fortsatz mit Lagerbolzen wird bei einem engen Bauraum im Verbrennungsmotor
die Anbringung einer schwenkbar gelagerten Spannscheine überhaupt
erst möglich
gemacht. Die von der mindestens einen Lagerstelle der Führungsschiene
funktionsunabhängige
Anordnung der Spannschiene auf dem Fortsatz der Führungsschiene,
d. h. die Ausbildung einer weiteren, von der Anbringung der Führungsschiene
unabhängigen
Lagerstelle, ermöglicht zum
einen die gezielte, ausschließlich
auf das zu spannende Antriebsmittel ausgelegte Anordnung der Lagerstelle
der Spannschiene und damit sowohl eine unabhängige Dimensionierung der Spannschiene aber
auch der Führungsschiene,
hierbei insbesondere des Gleitbereichs der Führungsschiene, jeweils im Hinblick
auf das zu spannende Antriebsmittel.
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Um
eine einfache Herstellung der Spannschiene zu ermöglichen,
weist die Spannschiene eine Lageröffnung und der Fortsatz der
Führungsscheine
einen Lagerbolzen auf, wobei der Lagerbolzen in der Lageröffnung aufgenommen
ist. Dabei kann bei einer optimierten Konstruktion der Spannschiene
eine hinterschneidungsfreie Form für eine Herstellung im Spritzgießverfahren
ermöglicht
werden.
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Vorteilhafterweise
sind der Fortsatz der Führungsschiene
und der Lagerbolzen einteilig mit der Führungsschiene ausgebildet.
Hierdurch wird die Anzahl der Bauteile reduziert, mit einem entsprechenden
Einfluss auf die Bauteil- und Montagekosten, wobei die gemeinsame
Ausbildung als ein Spritzgussteil die Vorteile dieser Ausführungsform
nochmals verstärken
kann.
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Für eine einfache
Montage der Spannschiene auf dem Lagerbolzen sowie eine sichere
Arretierung in einer Betriebsstellung kann die Spannschiene an dem
Lagerbolzen mittels einer Steck-Dreh-Sicherung angeordnet sein.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass zur Ausbildung der Steck-Dreh-Sicherung der Lagerbolzen
an seiner freien Stirnseite mindestens eine seitlich vorstehende
und die Lageröffnung
hintergreifende Nase und die Lageröffnung mindestens eine zurückversetzte
Nut aufweisen, wobei der Lagerbolzen mit der mindestens einen vorstehenden Nase
in einer Montagestelle axial in die Lageröffnung einschiebbar ist. Diese
Ausbildung der Steck-Dreh-Sicherung verwendet einfache konstruktive
Elemente, die ein sicheres Zusammenspiel ermöglichen. Durch die gemeinsame
Ausbildung der Nase mit dem Lagerbolzen und der Nut mit der Lageröffnung wird
die Anzahl der notwendigen Bauteile reduziert, wodurch sich sowohl
die Kosten der Bauteile als auch die Montagekosten verringern.
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Günstigerweise
kann in einer Betriebsstellung die Spannschiene gegenüber der
Montagestellung radial um den Lagerbolzen geschwenkt sein und die
mindestens eine seitlich vorstehende Nase gegenüber der zurückversetzten Nut zum Sichern
der Spannschiene in der Betriebsstellung radial versetzt sein. In
dieser Ausgestaltung verhindert die Steck-Dreh-Sicherung ein unbeabsichtigtes
Lösen der
Spannschiene von dem Lagerbolzen während des Betriebs, da die
seitlich vorstehende Nase die axiale Bewegung der Lageröffnung relativ
zum Lagerbolzen verhindert.
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Die
Federeinrichtung kann in einer effektiven funktionssicheren Lösung als
Drehfeder ausgebildet sein. Alternativ dazu kann die Federeinrichtung
preisgünstig
als Blattfeder ausgeführt
sein.
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Eine
zweckmäßige Ausführungsform
sieht vor, dass die Drehfeder sich mit einem Drehfederschenkel an
der Spannschiene und mit dem anderen Drehfederschenkel an der Führungsschiene
abstützt. Hierdurch
wird eine einfache konstruktive Lösung zur Abstützung der
Federeinrichtung ermöglicht,
wobei die Schenkel jeweils in einer entsprechenden Aufnahme in der
Spannschiene und der Führungsschiene
zur Abstützung
angeordnet und gesichert sein können.
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Aus
Vereinfachungsgründen
kann die Führungsschiene,
die Federeinrichtung und die Spannschiene als vormontierte Einheit
ausgebildet sein. Hierdurch kann die Spannvorrichtung gemeinsam
an der Lagerstelle zum Anbringen der Führungsschiene in dem Verbrennungsmotor
als Einheit montiert werden, wodurch im Montageablauf Zeit und Kosten
eingespart werden können.
Die vormontierte Einheit kann direkt an dem Verbrennungsmotor befestigt werden,
ohne den Einsatz und die Montage unterstützender Bauteile wie Lagerbolzen,
Arretier- oder Positionierstifte.
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Eine
bevorzugte Ausführung
sieht vor, dass in der vormontierten Einheit die Position der Führungs-
und Spannschiene zueinander durch einen Sicherungsbolzen festgelegt
ist. Die Festlegung der Schienen in einer Einbauposition vereinfacht
die Montage der Spannvorrichtung und kann bei einer Einbeziehung
der Federeinrichtung in einer vorgespannten Anordnung ein nachträgliches,
zeitintensives Spannen der Vorrichtung nach der Montage vermeiden.
Dabei kann der Sicherungsbolzen in entsprechende Bohrungen im Fortsatz
der Führungsschiene
und im Tragkörper
der Spannschiene eingreifen, wobei er durch die Vorspannung der
Federeinrichtung gegen ein Verlieren gesichert ist. Aus diesen Bohrungen
kann der Sicherungsbolzen in einfacher Weise nach dem Anbringen
der Spannvorrichtung am Verbrennungsmotor entfernt werden.
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Für einen
einfachen kostengünstigen
Aufbau mit einer funktionsorientierten Ausgestaltung kann die Führungsschiene
einen Tragkörper
und einen, an einer Tragfläche
des Tragkörpers
angeordneten Gleitbelagkörper,
der eine Gleitfläche
für den
Kontakt mit dem zweiten Kettentrieb aufweist, umfassen.
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Anhand
der beigefügten
Zeichnungen wird eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Spannen eines flexiblen Antriebsmittels im Folgenden näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Spannen eines flexiblen Antriebsmittels,
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2 eine
perspektivische Ansicht der 1 gezeigten
Spannvorrichtung in einer auseinander gezogenen Bauteilansicht,
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3 eine
perspektivische Rückseitenansicht
der in 1 gezeigten Spannvorrichtung, und
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4 eine
perspektivische Rückseitenansicht
der in 1 gezeigten Spannvorrichtung in einer auseinander
gezogenen Bauteilansicht.
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Die
in 1 dargestellte Vorrichtung zum Spannen eines flexiblen
Antriebsmittels umfasst eine nur teilweise dargestellte Führungsschiene 1,
die einen Tragkörper 2 und
einen Gleitbelagkörper 3 aufweist.
Der Tragkörper 2 weist
eine untere Strebe 4 und eine den Gleitbelagkörper 3 tragende
obere Strebe 5 auf, die über Querstreben 6 zum
Erzielen einer Fachwerkstruktur miteinander verbunden sind. Die durch
die untere Strebe 4, die obere Strebe 5 und die Querstreben 6 begrenzten
offenen Bereiche der Fachwerkstruktur sind von einer Mitteltrennwand 7 unterbrochen.
An einem Ende weist der Tragkörper 2 in
der Verlängerung
der unteren Strebe 4 ein Lagerauge 8 auf. Der
Gleitbelagkörper 3 weist
eine nach oben gerichtete glatte Gleitfläche 9 auf, die mit
dem geführten
Antriebsmittel (nicht gezeigt) in Kontakt steht. Auf der Gleitfläche 9 sind
in Längsrichtung
seitliche Führungsabschnitte 10 angeordnet,
die über
die Gleitfläche 9 hervorstehen
und eine seitliche Führung
für das
Antriebsmittel bilden. Der Gleitbelagkörper 3 endet in einer
zur Gleitfläche 9 abgewinkelten und
zurückversetzten
zylinderförmigen
Verstärkung 11,
die in einer mit dem Tragkörper 2 ausgebildeten zum
Gleitbelagkörper 3 hin
geschlitzten Sicherungshülse 12 oberhalb
des Lagerauges 8 angeordnet ist. Der Tragkörper 2 weist
weiter einen über
den Gleitbelagkörper 3 vorstehenden
an das Lagerauge 8 und die Sicherungshülse 12 angrenzenden
Fortsatz 13 auf, an dem ein Lagerbolzen 14 vorsteht.
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Die
Vorrichtung zum Spannen des flexiblen Antriebsmittels umfasst weiter
eine Spannschiene 15, bestehend aus einer unteren Strebe 16,
einer oberen Strebe 17, Querstreben 18, einer
Mitteltrennwand 19 und einer auf der oberen Strebe 17 angeordneten
Gleitfläche 20.
Die Spannschiene 15 umfasst weiter ein im Bereich der unteren
Strebe 16 an dem zur Führungsschiene 1 gerichteten
Ende angeordnetes Lagerauge 21, das den auf dem Fortsatz 13 angeordneten
Lagerbolzen 14 aufnimmt. Im Schnittpunkt der oberen Strebe 16 und
unteren Strebe 17 der Spannschiene 15 ist auf
dem zur Führungsschiene 1 gerichteten
Ende der Spannschiene 15 eine Bohrung 22 zur Aufnahme
eines Sicherungsstiftes (nicht gezeigt) angeordnet.
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2 zeigt
die Führungsschiene 1 und
die Spannschiene 15 im nicht zusammengebauten Zustand.
Ergänzend
ist daher hier auch die Drehfeder 23 dargestellt, die zwischen
der Führungsschiene 1 und
der Spannscheine 15 angeordnet ist. Der auf dem Fortsatz 13 angeordnete
Lagerbolzen 14 weist eine Abstufung 25 auf, die
den Drehfederabschnitt 26 zur Führung der Drehfeder 23 von
dem Lagerbereich 27 zur Lage rung der Spannschiene 15 trennt.
Im freien Stirnbereich des Lagerbolzens 14 ist eine sich seitlich
erstreckende Nase 28 angeordnet. Der Fortsatz 13 umfasst
weiter eine Bohrung 29 zur Aufnahme des Sicherungsstifts
(nicht gezeigt) sowie eine Aufnahme 30, in dem im zusammengebauten
Zustand ein Drehfederschenkel 24 der Drehfeder 23 hineinpasst.
Im Lagerauge 21 der Spannschiene 15 ist eine sich
in axialer Richtung erstreckende Nut 31 vorgesehen, die
beim Aufstecken der Spannschiene auf den Lagerbolzen 14 mit
der Nase 28 zusammenpasst.
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Die
rückseitige
Ansicht der zusammengebauten Spannvorrichtung aus 3 zeigt
deutlich die Anordnung der Drehfeder 23 auf dem Drehfederabschnitt 26 des
Lagerbolzens 14 sowie das Eingreifen eines Drehfederschenkels 24 in
eine Schenkelaufnahme 32 auf der Rückseite der Spannschiene 15.
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4 zeigt
deutlich die seitlich vorstehende Nase an der freien Stirnfläche des
Lagerbolzens 14 ebenso wie die Nut 31 im Lagerauge 21 der
Spannschiene 15.
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Der
Tragkörper 2 der
Führungsschiene 1 besteht
vorzugsweise aus Kunststoff, z. B. einem faserverstärkten Thermoplastwerkstoff,
wobei der obere Steg 5 des Tragkörpers 2 eine Fläche zur
Anbringung des Gleitbelagkörpers 3 ausbildet.
Zur Verbesserung der Gleit- und Führungseigenschaften ist auf
dieser Fläche
ein Gleitbelagkörper 3 vorgesehen,
der nachträglich
mit dem fertigen Tragkörper 2 verbunden wird.
Auch die Spannschiene 15 wird aus einem Kunststoffmaterial
hergestellt, bevorzugt in einem Zwei-Komponenten-Spritzverfahren.
Dabei wird sowohl die Tragkörperstruktur
der Spannschiene 15 als auch deren Gleitfläche 20 in
einem Spritzvorgang aus zwei den jeweiligen Anforderungen angepassten Materialien
hergestellt. Auch die Herstellung der Führungsschiene 1 kann
in einem Zwei-Komponenten-Spritzverfahren realisiert werden.
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Bei
der Montage der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
aus Führungsschiene 1,
Spannschiene 15 und Drehfeder 23 muss sowohl bei
einer Einzelmontage am Verbrennungsmotor als auch beim Zusammenbau
als vormontierte Einheit, die Spannschiene 15 zur Führungsschiene 1 derart
ausgerichtet werden, dass das Lagerauge 21 axial mit dem
Lagerbolzen 14 fluchtet, wobei die Nase 28 des Lagerbolzens 14 und
die Nut 31 des Lagerauges 21 ebenfalls zueinander
fluchten. In dieser Ausrichtung kann die Spannschiene 15 auf
den Lagerbolzen 14 der Führungsschiene aufgesteckt werden,
wobei vorher die Drehfeder 23 auf dem Drehfederabschnitt 26 des
Lagerbolzens 14 positioniert wird und ein Drehfederschenkel
in die Aufnahme 30 auf dem Fortsatz 13 eingreift.
Nach dem vollständigen
Aufschieben der Spannschiene 15 auf den Lagerbolzen 14 wird die
Spannschiene 15 um den Lagerbolzen 14 aus ihrer
Montageposition in eine Betriebs- oder Einbauposition geschwenkt.
Dabei verdreht sich die Position der aus dem Lagerauge 21 hervorschauenden
Nase 28 zur Nut 31, wodurch die Position der Spannschiene 15 auf
dem Lagerbolzen 14 gesichert und eine axiale Bewegung verhindert,
aber eine radiale Bewegung weiterhin ermöglicht wird. Beim weiteren
radialen Verdrehen der Spannschiene 15 auf dem Lagerbolzen 14 greift
der zweite Drehfederschenkel 24 in die Aufnahme 32 der
Spannschiene 15 ein, wodurch bei einem Weiterdrehen der
Spannschiene 15 in eine Betriebsposition eine Vorspannung
auf die Spannschiene 15 aufgebracht wird. Diese Vorspannung
ermöglicht
in der Betriebsstellung ein sicheres Spannen des flexiblen Antriebsmittels.
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Die
Spannschiene 15 kann weiter gegen die Federwirkung der
Drehfeder 23 über
die Betriebsstellung hinaus in eine Einbaustellung geschwenkt werden,
bei der die Bohrung 22 auf dem Fortsatz 13 der Führungsschiene 1 und
die Bohrung 29 in der Spannschiene 15 miteinander
fluchten und durch einen Sicherungsstift (nicht gezeigt) in ihrer
Position fixiert werden. In dieser Einbauposition kann eine als
vormontierte Einheit ausgebildete Spannvorrichtung unter Nutzung
des Lagerauges 8 an einem Verbrennungsmotor montiert werden.
Nach der Anbringung am Verbrennungsmotor wird der Sicherungsstift
aus den Bohrungen 22 und 29 entfernt und die Spannschiene 15 schwenkt
durch die Federspannung der Drehfeder 23 aus der Einbauposition
in eine Betriebsposition zum Spannen beispielsweise der Ölpumpenantriebskette,
während
die Führungsscheine 1 in
ihrer durch das Anbringen am Verbrennungsmotor festgelegten Position
beispielsweise die Steuerkette des Verbrennungsmotors führt.