DE102015008877A1

DE102015008877A1 - Modulare Gleit- oder Spannschiene

Info

Publication number: DE102015008877A1
Application number: DE102015008877.7A
Authority: DE
Inventors: Franz STIGLMAIER; Tobias Schmid; Renzo Perissinotto; Henning Geibel
Original assignee: Iwis Motorsystem GmbH and Co KG
Current assignee: Iwis Motorsystem GmbH and Co KG
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2016-08-04
Also published as: US10378619B2; US20170009849A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleit- oder Spannschiene für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors mit zwei separaten, dem gleichen Trum des Kettentriebes zugeordneten Gleitelementen, die an einem Träger angeordnet sind, wobei die Gleitelemente eine in Laufrichtung der Kette konvex gekrümmte Gleitfläche aufweisen. Eine solche Schiene soll hinsichtlich ihrer Herstellbarkeit und Spann- bzw. Führungswirkung verbessert werden. Hierzu verlaufen die Winkelhalbierenden der beiden Öffnungswinkel der beiden konvex gekrümmten Gleitflächen in einem Winkel ungleich 0° zueinander, wobei die Gleitelemente als modulare separate Baukastenteile an dem Träger angebracht sind. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Baukasten für eine Gleit- und Spannschiene sowie auf einen Kettentrieb.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleit- oder Spannschiene für einen Kettentrieb eines Verbrennungsmotors mit zwei separaten, dem gleichen Trum des Kettentriebes zugeordneten Gleitelementen, die an einem Träger angeordnet sind, wobei die Gleitelemente eine in Laufrichtung der Kette konvex gekrümnmte Gleitfläche aufweisen. Eine derart aufgebaute Gleitschiene ist aus der DE 19719732 C1 bekannt. Diese umfasst einen Träger aus hoch belastbarem Polyamid mit Faserzusätzen und an den Enden dieses Trägers angeordnete Gleitabschnitte, die mit Gleitbelägen versehen sind. Die Gleitflächen dieser Gleitbeläge sind konvex gekrümmt und stehen mit dem Zugtrum eines Steuertriebs eines Verbrennungsmotors in Kontakt. Die Verbindung der Beläge mit den Gleitabschnitten erfolgt z. B. mittels einer Schwalbenschwanzverbindung, wobei die Beläge durch ein Spritzgießverfahren mit dem Träger vereint werden. Eine solche Konstruktion führt zur Reibungsreduktion, weil der mit der Kette in Kontakt stehende Bereich der Gleitschiene auf zwei Bereiche unterteilt ist. Diese beiden Bereiche drücken jeweils senkrecht auf die Kette auf. Hierdurch wird vorrangig auch eine Gewichts- und Werkstoffeinsatzreduktion erzielt. Hauptsächlich eignet sich eine solche Ausgestaltung jedoch nur für relativ kleine Kettentriebe, weil es ansonsten zu größeren Schwingungen des Kettenabschnitts zwischen den beiden Gleitbereichen kommen kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache aufgebaute Gleit- oder Spannschiene bereitzustellen, die für einen ruhigeren Lauf, insbesondere des zwischen den beiden Gleitelementen befindlichen Kettenabschnitts sorgt.
Hierzu ist bei einer gattungsgemäßen Gleit- oder Spannschiene vorgesehen, dass die Winkelhalbierenden der beiden Öffnungswinkel der beiden konvex gekrümmten Gleitflächen in einem Winkel β ungleich 0° zueinander verlaufen und die Gleitelemente als modulare, separate Baukastenteile an dem Träger angebracht sind. Hierdurch werden zwei Vorteile erzielt. Zum einen sind die beiden Winkelhalbierenden nicht wie im oben beschriebenen Stand der Technik parallel zueinander ausgerichtet, sondern stehen bevorzugt in einem spitzen Winkel zueinander. In aller Regel weisen sie bevorzugt leicht voneinander weg. Hierdurch erfolgt eine bessere Anpassung an den Kettenlauf, so dass auch größere dazwischen liegende Lücken von einem Kettenabschnitt überbrückt werden können, ohne dass es in diesem Bereich zu größerer Schwingungsanregung kommt. Hierfür sorgt die im Winkel zueinander erfolgende Krafteinwirkung dieser beiden Gleitelemente. Darüber hinaus sorgt die Verwendung von separaten Baukastenteilen dafür, dass aus einer Anzahl überschaubarer Gleitelemente eine Auswahl getroffen wird, und das entsprechend in der Länge angepasste Gleitelemente Verwendung findet. Das separate Herstellen der Gleitelemente macht es auch überflüssig, einen Träger in eine Spritzgießmaschine einzubringen, an dem dann ein Gleitbelag angespritzt wird. Vielmehr besteht durch diese Maßnahme die Möglichkeit, die Gleitelemente sogar erst dann anzubringen, wenn der Träger bereits am Verbrennungsmotor angebracht ist oder mit diesem sogar einen integralen Bestandteil bildet.
Unter Öffnungswinkel wird hier der größte von der Gleitfläche aufgespannte Winkel verstanden. Der Gleitfläche sind aber nicht mehr Abrundungen an ihren Enden zuzurechnen. Die Messung des Öffnungswinkels beginnt erst dort, wo die „echte” Gleitfläche beginnt bzw. endet. Sofern die Gleitfläche einen gleichmäßigen Krümmungsradius aufweist, ist die Bestimmung der Winkelhalbierenden einfach. Weist die Gleitfläche zusätzlich zum zentralen Bereich einen Ein- und Auslaufbereich mit identischen Krümmungsradien auf, die jedoch kleiner sind als der Krümmungsradius des zentralen Bereichs der Gleitfläche, dann ist die Bestimmung in aller Regel ebenfalls noch relativ einfach. Schwieriger wird es, wenn sich der Krümmungsradius stetig ändert. Eventuell in der Gleitfläche vorhandene Öffnungen bzw. Vertiefungen werden dem Krümmungsverlauf entsprechend der angrenzenden Flächenbereiche ergänzt. Bevorzugt ist der Winkel β, der ungleich 0° sein soll, aber kleiner als 180° und größer als 5°, bevorzugt ≥ 15°. Sofern die Bestimmung der Gleitfläche bzw. deren konvex gekrümmter Länge Probleme bereitet bzw. schwierig erscheint, wird sich folgender Bestimmungsmethode bedient:
Es wird der Bereich bzw. Punkt mit dem größten Krümmungsradius bestimmt. Dieser liegt mit großer Wahrscheinlichkeit im Kontaktbereich der Gleitfläche zur Kette. Ausgehend von einem Punkt dieses Bereichs bzw. des Punktes wird sowohl in als auch gegen die Kettenlaufrichtung der Krümmungsradius bzw. die Veränderung des Krümmungsradius der Gleitfläche bestimmt. Sobald der Krümmungsradius nur noch 25% des größten Krümmungsradius beträgt, bzw. diesen Wert unterschreitet, ist in der eingeschlagenen Richtung das (theoretische) vordere oder das hintere Ende der Gleitfläche erreicht und der Öffnungswinkel kann bestimmt werden. Bei dieser Bestimmungsmethode wird bei einem abrupten Abfall der Größe des Krümmungsradius von über auf unter 25% des größten Krümmungsradius, der letzte Krümmungsradius ≥ 25% des Krümmungsradius für die Bestimmung des Öffnungswinkels verwendet. Wenn der größte Krümmungsradius größer ist als 5000 mm (einschl. ∞), dann ist das (theoretische) vordere bzw. hintere Ende der Gleitfläche erreicht, wenn der Krümmungsradius 50 mm, bevorzugt 35 mm, erreicht bzw. unterschreitet.
Damit sich die Vorteile hinsichtlich verbesserter Schwingungseigenschaften auch bemerkbar machen können, ist gemäß einer Variante vorgesehen, dass die beiden Gleitelemente in einem Abstand von mindestens zweimal der Teilung der Kette des Kettentriebes angeordnet sind.
Besonders einfach lassen sich Gleit- und Spannschienen aufbauen, wenn die Gleitelemente identische Baukastenteile sind. Bei dieser Variante werden also ausschließlich Gleitelemente eingesetzt, die als Gleichteile ausgestaltet sind. Sofern diese Gleitelemente bestimmte vorgegebene Längen bzw. vorgegebene Öffnungswinkel mit zugehörigen Krümmungsradien aufweisen, können unter Verwendung unterschiedlicher Träger auch unterschiedlich ausgestaltete Gleit- und Spannschienen mit ein und demselben Gleitelement erzeugt werden. Hierdurch lassen sich die Herstellungskosten, insbesondere bei den im Automobilbau vorhandenen hohen Stückzahlen erreichen.
Günstigerweise liegt der Winkel β zwischen den Winkelhalbierenden im Bereich von 15° bis 55°, bevorzugt 25° bis 45°. Hierdurch wird eine optimierte Wirkung auf den Lauf der Kette erzielt.
Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Träger zwei in einer Hüllkontur identische Befestigungsabschnitte für die Gleitelemente aufweist. Das bedeutet, dass der Befestigungsabschnitt quasi eine Art Adapterform aufweist, die mit den identischen Gleitelementen in Verbindung gebracht werden kann. Sofern die wichtigsten hierfür erforderlichen Funktionsflächen bzw. Abschnitte vorhanden sind, kommt es auf die restliche Ausgestaltung des Befestigungsabschnittes nicht an, weshalb hier von Hüllkontur gesprochen wird. In den meisten Fällen werden jedoch die Befestigungsabschnitte identisch ausgestaltet sein.
Damit für die Montage der Gleit- oder Spannschiene möglichst keine Werkzeuge benötigt werden, ist gemäß einer Variante vorgesehen, dass die Gleitelemente und die Befestigungsabschnitte mittels einer Rastverbindung miteinander verbunden sind.
Soll eine größere Gleit- oder Spannschiene eingesetzt werden, die z. B. eine größere Unterstützung der Kette gefordert, so kann gemäß einer Variante mindestens ein weiteres Gleitelement zwischen den beiden Gleitelementen zwischengefügt sein, dessen Winkelhalbierende des Öffnungswinkels der konvex gekrümmten Gleitfläche in einen Winkel ungleich 0° zu mindestens einem zur Winkelhalbierenden des Öffnungswinkels der konvex gekrümmten Gleitfläche eines der beiden Gleitelemente verläuft, und wobei das weitere Gleitelement ebenfalls als modulares separates Baukastenteil an dem Träger angebracht ist. Bevorzugt ist dieses weitere Gleitelement ebenfalls identisch zu den anderen Gleitelementen ausgestaltet. Das weitere Gleitelement kann sich auch unmittelbar an zumindest eines der beiden Gleitelemente anschließen. Hier kann allenfalls eine kleine Lücke bzw. ein kleiner Abstand vorgesehen sein, damit die Montage sinnvoll möglich ist. Derart aneinander gereihte Gleitelemente können auch über einen größeren Bereich einen gekrümmten Verlauf der Kette unterstützen oder eine in ihrer Lage verändernde Abstützung (wie bei einer schwenkbar angeordneten Spannschiene bereitstellen.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Träger eine flache Blechschiene ist, an dem die beiden oder mehreren Befestigungsabschnitte als senkrechte Befestigungslappen angebogen sind, auf die die Gleitelemente senkrecht zur Laufrichtung der Kette aufsteck- und verrastbar sind. Der Träger ist somit ein Blechteil, das durch einen einfachen Stanz-Biege-Vorgang herzustellen ist. Ein solches Blechteil ermöglicht eine ausreichende Stabilität und die angebogenen Befestigungslappen bieten eine gute Abstützung für die Gleitelemente. Bevorzugt wird eine solche Ausführungsform bei Gleitschienen eingesetzt. Ein solch einfach aufgebauter Träger lässt sich auch durch andere Materialien erzeugen.
Alternativ besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Träger ein verstärktes Kunststoffbauteil mit Befestigungsabschnitten ist, auf die die nach Anspruch 8 verwendbaren Gleitelemente, in oder entgegen der Laufrichtung der Kette aufsteckbar bzw. schiebbar und verrastbar sind. Eine solche Ausgestaltung wird häufig bei Spannschienen verwendet, da diese oftmals höhere Seitenwände aufweisen. Aufgrund der schwenkbaren Anordnung eines Trägers für eine Spannschiene ist auch eine größere, d. h. breitere Lagerfläche sinnvoll, um Verschleiß zu vermeiden, der sich bei einem reinen Blechträger schneller einstellen würde. Die Gleitelemente sind so ausgestaltet, dass sie sich sowohl auf eine Blechschiene gemäß Anspruch 8 aufstecken lassen als auch in Längsrichtung in eine Raststellung bewegen lassen können. Hierdurch ist ein und dasselbe Gleitelement für verschiedene Befestigungsweisen ausgestaltet.
Günstig hat sich hierbei eine Variante herausgestellt, bei der das Gleitelement an seiner Rückseite eine im Querschnitt T-förmige Aussparung aufweist, die mindestens ein Rastelement, bevorzugt zwei Rastelemente, zum Verrasten am Träger aufweist.
Die die Hinterschneidung der T-förmigen Aussparung umgreifenden Stege können dabei so elastisch ausgebildet sein, dass sie eine Verrastung aufgrund einer Längsverschiebung (siehe Anspruch 9) ermöglichen. Die reine T-Form eignet sich zum Aufschieben auf einen Befestigungslappen, wobei dieser Befestigungslappen ein oder mehrere Aussparungen aufweisen können, die mit entsprechenden Vorsprüngen innerhalb der T-förmigen Aussparung verrastbar sind. Es kann aber auch eine umgekehrte Ausführung erfolgen (Vorsprünge am Befestigungslappen und Ausnehmungen in der T-förmigen Aussparung). Bei der Befestigungsart nach Anspruch 9 kann der federnde Bestandteil der Rastverbindung auch am Träger vorhanden sein.
Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen Baukasten für eine Gleit- und/oder Spannschiene, bestehend aus mindestens zwei unterschiedlichen Trägern und mindestens einem Gleitelement, das als modulares Baukastenteil zur Verwendung an den mindestens zwei unterschiedlichen Trägern ausgestaltet ist, wobei die Gleitelemente in Laufrichtung konvex gekrümmte Gleitflächen aufweisen, und wobei jeder Träger so ausgestaltet ist, dass die Winkelhalbierenden der beiden Öffnungswinkel der beiden konvex gekrümmten Gleitflächen in einem Winkel ungleich 0° zueinander verlaufen, wenn diese an dem Träger angebracht sind. Mit wenigen Bauteilen lassen sich somit Gleit- und/oder Spannschienen mit unterschiedlichem Unterstützungsverlauf ihrer Gleitflächen erzeugen.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn sämtliche Gleitelemente identische Baukastenteile sind. In solch einem Fall wird nur ein einziges Werkzeug, z. B. ein Spitzgießwerkzeug zur Herstellung eines solchen Gleitelementes benötigt.
Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Kettentrieb, insbesondere Steuerkettentrieb eines Verbrennungsmotors mit einem antreibenden Kettenrad und mindestens einem angetriebenen Kettenrad, einer die Kettenräder miteinander koppelnden Kette und einer Spann- oder Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 10. Die Führungsschienen werden üblicherweise im Zugtrum eines Steuerkettentriebs verwendet und die Spannschienen im Lostrum, d. h. jeweils zwischen Kurbelwellenkettenrad und dem mindestens einen Nockenwellenkettenrad. Die hier gewählte Ausgestaltung eröffnet die Möglichkeit, dass bei einer Motorneukonstruktion eventuell nur eine Anpassung des jeweiligen Trägers erfolgen muss, an dem dann ein aus dem Baukasten ausgewähltes Gleitelement Verwendung findet.
Bevorzugt können sowohl die Spann- als auch die Führungsschiene bei einem solchen Kettentrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestaltet sein. Hierdurch wird der Vorteil noch einmal verstärkt.
Entsprechend ist es auch von Vorteil, wenn die Einzelteile sowohl der Spannschiene als auch der Führungsschiene aus einem Baukasten nach einem der Ansprüche 11 oder 12 ausgewählt sind.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Vorderansicht eines Steuerkettentriebs,
2 eine perspektivische Darstellung der Gleitschiene aus 1,
3 eine Explosionsdarstellung der Gleitschiene aus 2, wobei zur Vereinfachung ein Gleitelement weggelassen wurde,
4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Gleitelements,
5 eine perspektivische Unteransicht des Gleitelementes aus 4,
6 eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Anordnung der beiden Gleitelemente,
7 eine perspektivische Seitenansicht der Spannschiene aus 1,
8 einen Ausschnitt des Schwenkendes der Spannschiene in einer vergrößerten Schnittdarstellung und
9 einen Ausschnitt des vorderen Endes der Spannschiene aus 7 in einer vergrößerten Schnittdarstellung.
Der in 1 dargestellte Steuerkettentrieb 1 für einen Verbrennungsmotor umfasst im Wesentlichen ein Kurbelwellenkettenrad 2, zwei nebeneinander liegende Nockenwellenräder 3.1 und 3.2, eine um dieser herumgeführte Steuerkette 4, eine am Motorgehäuse befestigte Gleitschiene 5 und eine schwenkbar am Motorgehäuse angeordnete Spannschiene 6. Üblicherweise wird die Spannschiene 6 mittels eines nicht dargestellten Kettenspanners gegen die Steuerkette 4 gedrückt. Der Kettenspanner ist in aller Regel an die Motorölhydraulik angeschlossen und drückt mit dem Spannkolben gegen die Spannschiene 6. Das Kurbelwellenkettenrad 2 treibt mittels der Steuerkette 4 die beiden Nockenwellenkettenräder 3.1 und 3.2 an. Dabei gleitet das Zugtrum der Kette 4 entlang der Gleitschiene 5 und das Lostrum entlang der Spannschiene 6. Der Kettenspanner muss eine ausreichend große Kraft auf die Spannschiene 6 ausüben, so dass ein sicheres Spannen der Steuerkette 4 über den gesamten Betriebsbereich des Verbrennungsmotors gewährleistet ist. Hierbei laufen hochdynamische Prozesse innerhalb des Kettenspanners ab, der auch eine Dämpfungsfunktion bereitstellt.
Im Folgenden wird unter Zuhilfenahme der 2 bis 6 ein detaillierter Aufbau einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Gleitschiene 5 näher erläutert, wie sie bei dem Kettentrieb 1 gemäß 1 eingesetzt ist. Bei der dargestellten Steuerkette 4 handelt es sich um eine Hülsenkette mit der Teilung T.
Die Gleitschiene 5 besteht aus drei Bauelementen. Dies sind zum einen ein Träger 7 aus einem Stahlblech, sowie zwei mit dem Träger 7 verbundene Gleitelemente 8.1 und 8.2. Der Träger 7 weist einen flachen Hauptteil mit zwei Befestigungsöffnungen 9 auf, mit deren Hilfe er am Motorblock befestigt ist. Von diesem Hauptteil stehen zwei im rechten Winkel angebogene Befestigungslappen 10.1 und 10.2 vor. Die Befestigungslappen 10.1 und 10.2 bilden die Befestigungsabschnitte des ansonsten flachen Trägers 7. Die vorstehende Länge L_L der Befestigungslappen 10.1. und 10.2 ist etwas größer als die Breite B_G des Gleitelementes 8.1 bzw. 8.2. In geringem Abstand zu der freien Kante der Befestigungslappen 10.1 und 10.2 sind die Seitenkanten jeweils mit einer abgerundeten Ausnehmung 11.1 und 11.2 versehen.
Die Gleitelemente 8.1 und 8.2 sind jeweils aus einem Kunststoff mit geringer Reibung hergestellt, was üblicherweise durch Spritzgießen erfolgt. An der Oberseite weist jedes Gleitelement 8.1, 8.2 eine konvex gekrümmte Gleitfläche 12 auf, die mit der Kette 4 zur Anlage kommt. Die Gleitfläche 12 ist seitlich durch Führungsbunde 13.1 und 13.2 begrenzt. Jeweils am vorderen und hinteren Ende geht die Gleitfläche 12 unter Verwendung einer Abrundung 14.1 und 14.2 in die keilförmig aufeinander zulaufenden Seitenflächen 15.1 und 15.2 über. Die Gleitfläche weist in ihrer Mitte ein Langloch 16 auf, das durch das Material bis zur Rückseite durchgeht. An der Rückseite ist das Gleitelement 8.1, 8.2 mit einer im Querschnitt im Wesentlichen T-förmigen Aussparung 17 versehen. Aufgrund dieser T-förmigen Aussparung 17 entstehen an der Rückseite zwei vorstehende Schenkel 18.1 und 18.2. Der Abstand zwischen der Innenseite der Schenkel 18.1 und 18.2 und dem Grund 19 der T-förmigen Aussparung ist so gewählt, dass jeweils ein Befestigungslappen 10.1 bzw. 10.2 hineingeschoben werden kann. An einem Ende der T-förmigen Aussparung (in 4 das vordere Ende) sind in der T-förmigen Aussparung Vorsprünge 20.1 und 20.2 vorgesehen, die in die Ausnehmungen 11.1 und 11.2 der Befestigungslappen 10.1 bzw. 10.2 einrasten können. Aufgrund dieser Ausgestaltung lassen sich die Gleitelemente 8.1 und 8.2 sehr einfach seitlich auf die Befestigungslappen 10.1 bzw. 10.2 aufstecken und verrasten. Das Gleitelement 8.1 bzw. 8.2 ist dabei so elastisch, dass die Vorsprünge 20.1 und 20.2 an den Außenkanten der Befestigungslappen 10.1, 10.2 entlang gleiten und dann in die Ausnehmung 11.1 und 11.2 einrasten. Das freie Ende der Befestigungslappen 10.1 und 10.2 steht dann leicht vor. Die Oberseite der Befestigungslappen 10.1 und 10.2 deckt dann von unten das offene Langloch 16 ab. Hierin kann sich dann im späteren Betrieb Schmieröl ansammeln.
Bezüglich der Befestigungslappen 10.1 und 10.2 ist anzumerken, dass diese leicht schräg zueinander laufen, das bedeutet, dass deren Oberseiten keine gemeinsame Ebene aufspannen bzw. nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, sondern leicht im Winkel zueinander verkippt sind. Hierdurch werden auch die Gleitelemente 8.1 und 8.2 leicht zueinander verdreht. Anhand der 6 wird dies anhand eines Beispiels erläutert, bei dem sich die Gleitfläche 12 aus drei Abschnitten mit unterschiedlichen Krümmungsradien zusammensetzt. Aufgabe dieser Darstellung ist es im Wesentlichen, einen Öffnungswinkel α₁ und α₂ für das Gleitelement 8.1 bzw. 8.2 zu bestimmen und in der Folge einen entsprechenden Winkel β zwischen den Winkelhalbierenden W₁ und W₂ der beiden Öffnungswinkel α₁ und α₂ der Gleitelemente 8.1 und 8.2 zu ermitteln.
Jedes der Gleitelemente 8.1, 8.2 weist an seiner Gleitfläche 12 einen Einlaufabschnitt 21, einen mittleren Abschnitt 22 und einen Auslaufabschnitt 23 auf. Der Einlaufabschnitt 21 des Gleitelementes 8.1 weist einen Krümmungsradius mit dem Abstand A-E auf. Der mittlere Abschnitt 22 weist einen Krümmungsradius mit dem Abstand B-G auf und der Auslaufabschnitt 23 weist einen Krümmungsradius mit dem Abstand D-F auf. Bei dieser Betrachtung liegen die Punkte A und D dort wo die eigentliche Gleitfläche 12 beginnt, also ohne die Abrundungen 14.1 und 14.2. Wenn dies nicht genau klar ist, kann hilfsweise ein Abstand von 5 mm von der jeweiligen Seitenfläche 15.1, 15.2 angenommen werden.
Zur Ermittlung des Öffnungswinkels α₁ und α₂ wird die Linie A-E sowie die Linie D-F verlängert, so dass sich ein Schnittpunkt S bildet. Der zwischen diesen beiden Linien eingeschlossene Winkel ist der Öffnungswinkel α₁ und α₂. Anschließend wird die Winkelhalbierende W₁ bzw. W₂ des Winkels α₁ und α₂ gebildet. Die beiden Winkelhalbierenden W₁ und W₂ verlaufen in einem spitzen Winkel β zueinander. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel β gleich x°.
Der Einlaufabschnitt 21 erstreckt sich zwischen den Punkten A und B. Der mittlere Abschnitt 22 erstreckt sich zwischen den Punkten B und C. Der Auslaufabschnitt 23 erstreckt sich zwischen den Punkten C und D.
Aufgrund dieser Schrägstellung bzw. gegeneinander Verdrehung der beiden Gleitelemente 8.1 und 8.2 erfolgt eine zielgerichtetere Führung des Zugtrums zwischen dem Kurbelwellenkettenrad 2 und dem Nockenwellenkettenrad 3.1. Der Abstand A zwischen den beiden Gleitelementen 8.1 und 8.2 beträgt im vorliegenden Fall etwa dem vierfachen der Kettenteilung T und ist somit größer als das zweifache der Kettenteilung T. In diesem Bereich erfährt die Kette 4 keine Unterstützung durch die Führungsschiene 5. Aufgrund der Verdrehung der Gleitelemente 8.1 und 8.2 um den Winkel β zueinander, erfolgt dennoch eine optimale Führung, die zu einer Beruhigung des Abschnitts der Kette 4 zwischen den Gleitelementen 8.1 und 8.2 führt.
In der Folge wird nunmehr unter Zuhilfenahme der 7 bis 9 der Aufbau der Spannschiene 6 näher erläutert. Hier kommen identisch ausgestaltete Gleitelemente 8.1 und 8.2 zum Einsatz, weshalb ergänzend auf die 4, 5 und 6 mit gleichen Bezugsziffern Bezug genommen wird. Diesbezüglich wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
Die Spannschiene 6 weist einen Träger 24 aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial auf. Zum Teil ist dieser Träger 24 aus Stabilitätsgründen mit einer Fachwerkstruktur versehen. An dem einen Ende befindet sich ein angeformtes Schwenklager 25 und an dem anderen Ende ein konvexer Aufdrückbereich 26, auf den der nicht dargestellte Spannkolben eines Kettenspanners drückt. Der Träger 24 weist zwei hochgezogene Seitenwände 27.1 und 27.2 auf. In 1 ist die Spannschiene 6 im Vollschnitt dargestellt. Neben den beiden Gleitelementen 8.1 und 8.2 ist an der Spannschiene 6 noch ein weiteres, drittes Gleitelement 8.3 zwischengefügt. Das Gleitelement 8.3 schließt im Wesentlichen unmittelbar an das Gleitelement 8.2 an, ist jedoch um einen weiteren Winkel zu diesem verdreht bzw. gekippt angeordnet, so dass es im freien Endbereich der Spannschiene 6 zu einer größeren bzw. anderen Anlage an die Kette 4 kommen kann. Dies hängt dann maßgeblich von der Schwenkstellung der Spannschiene 6 ab. In der 1 ist im Wesentlichen eine Stellung gezeigt, wie sie im Neuzustand der Kette 4 vorliegt. Im Laufe des Einsatzes erfolgt eine Kettenlängung aufgrund Verschleißes, wodurch die Spannschiene 6 gegen den Uhrzeigersinn immer weiter einschwenkt und vermehrt das Gleitelement 8.2 in Kontakt mit der Kette 4 tritt. Die Aneinanderreihung dieser identisch ausgebildeten Gleitelemente 8.2 und 8.3 sorgt bei der Spannschiene 6 für diese Funktionserweiterung. Zwischen dem Gleitelement 8.23 und 8.1 verbleibt ein Abstand, der im vorliegenden Fall in etwa dem neunfachen der Teilung T entspricht.
Im Folgenden wird nunmehr anhand der 8 und 9 die Anbringungsweise der Gleitelemente 8.1 und 8.2 nähere erläutert. Das Gleitelement 8.3 ist in gleicher Weise auf eine entsprechende Befestigungsstruktur am Träger 24 aufgeschoben.
Oberhalb des Schwenklagers 25 ist der Träger 24 mit einem Befestigungsblock 28 versehen, der einen einseitig vorstehenden Steg 29 aufweist. Die Abmessungen des Stegs 29 sind so, dass dieser in dem Bereich zwischen dem Grund 19 und dem Schenkel 18.2 eingeschoben werden kann. Dieser Steg 29 kann auch mit einer nicht dargestellten Ausnehmung, ähnlich einer Ausnehmung wie in den Befestigungslappen 10.1, 10.2, versehen sein, in die der Vorsprung 20.2 einrasten kann. Auf der gegenüberliegenden Seite weist der Befestigungsblock 28 einen solchen Steg 29 nicht auf. Dafür ist der Träger 24 mit einer Rastleiste 30 versehen, die an der Stirnseite des Schenkels 18.1 verrastbar ist. Hierzu wird das Gleitelement 8.1 so aufgesetzt, dass die Unterseite des Schenkels 18.1 auf der angeschrägten Rastleiste 30 liegt. Anschließend wird das Gleitelement 8.1 längs (in 8 nach links) verschoben, so dass der Steg 29 sich über den Schenkel 18.2 schiebt. Sobald das Gleitelement 8.1 weit genug verschoben wurde, schnappt die Stirnseite des Schenkels 18.1 an der Rastleiste 30 ein. Aufgrund der Seitenwände 27.1, 27.2 ist die seitliche Ausrichtung des Gleitelements 8.1 vorgegeben und der Vorsprung 20.2 kommt mit der nicht dargestellten Ausnehmung im Steg 29 zum Eingriff. Die Anbringung des Gleitelements 8.2 erfolgt in gleicher Weise und in gleicher Richtung (siehe 9). Hierzu ist am vorderen Ende des Trägers 24 ein Befestigungsblock 31 mit Steg 32 vorgesehen, sowie eine Rastleiste 33 vorhanden. Der Abstand zwischen der senkrechten Seite der Rastleiste 33 und der Stirnseite des Steges 32 ist größer als die Öffnungsbreite der T-förmigen Aussparung 17; jedoch der Abstand der Stirnseite des Steges 29 und der senkrechten Seite der Rastleiste 30 entspricht im Wesentlichen der größten Breite der T-förmigen Aussparung 17 abzüglich der Breite des Schenkels 18.2.
Die Befestigung des Gleitelements 8.3 erfolgt in gleicher Weise und in gleicher Richtung mit Hilfe eines identisch ausgestalteten Befestigungsblocks 34, eines Steges 35 und einer Rastleiste 36. In der Reihenfolge wird daher das Gleitelement 8.2 vor dem Gleitelement 8.3 angeordnet. Aufgrund dieser modularen Ausgestaltung besteht selbstverständlich die Möglichkeit, auch Schienen zu erzeugen, bei denen noch mehr dieser Gleitelemente direkt hintereinander angeordnet werden. Aufgrund der zueinander verkippten bzw. verdrehten Anordnung der Gleitelemente lassen sich auch in Abhängigkeit des gewählten Winkels unterschiedliche Krümmungen erzeugen.
Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass nach Art eines Baukastens zwei unterschiedliche Träger, nämlich Träger 7 und 24 bereitgestellt werden, die jeweils mit identisch ausgestalteten Gleitelementen 8.1, 8.2 und 8.3 bestückt werden. Dies eröffnet demnach die Möglichkeit, verschiedenste Gleit- und Spannschienen zu erzeugen, indem ausschließlich entsprechend angepasste Träger zur Verfügung gestellt werden. Der Gleitbelag wird ausschließlich durch Gleitelemente des Baukastensystems erzeugt. Innerhalb des Baukastensystems ist es natürlich von besonderem Vorteil, wenn sämtliche Gleitelemente identisch ausgebildet sind. Alternativ besteht natürlich die Möglichkeit, dass z. B. Gleitelemente in unterschiedlichen Längen oder mit unterschiedlichen Krümmungsradien im Baukastensystem vorhanden sind, um die Variationsmöglichkeiten noch einmal zu erhöhen.
Bezugszeichenliste

1: Steuerkettentrieb
2: Kurbelwellenkettenrad
3.1, 3.2: Nockenwellenräder
4: Steuerkette
5: Führungsschiene
6: Spannschiene
7, 24: Träger
8.1, 8.2, 8.3: Gleitelemente
9: Befestigungsöffnungen
10.1, 10.2: Befestigungslappen
11.1, 11.2: Ausnehmungen
12: Gleitfläche
13.1, 13.2: Führungsbunde
14.1, 14.2: Übergangsradius
15.1, 15.2: Seitenflächen
16: Langloch
17: T-förmigen Aussparung
18.1, 18.2: Schenkel
19: Grund
20.1, 20.2: Vorsprünge
21: Einlaufabschnitt
22: mittlerer Abschnitt
23: Auslaufabschnitt
25: Schwenklager
26: konvexer Aufdrückbereich
27.1, 27.2: Seitenwände
28, 31, 34: Befestigungsblock
29, 32, 35: Steg
30, 33, 36: Rastleiste
T: Teilung
L_L: Länge
B_G: Breite
α₁ und α₂: Öffnungswinkel
S: Schnittpunkt
W₁, W₂: Winkelhalbierende
β: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19719732 C1 [0001]

Claims

Gleit- oder Spannschiene (5, 6) für einen Kettentrieb (1) eines Verbrennungsmotors mit zwei separaten, dem gleichen Trum des Kettentriebs (1) zugeordneten Gleitelementen (8.1, 8.2), die an einem Träger (7, 24) angeordnet sind, wobei die Gleitelemente (8.1, 8.2) eine in Laufrichtung (L) der Kette (4) konvex gekrümmte Gleitfläche (12) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelhalbierenden (W₁, W₂) der beiden Öffnungswinkel (α₁, α₂) der beiden konvex gekrümmten Gleitflächen (12) in einem Winkel (β) ungleich 0° zueinander verlaufen und die Gleitelemente (8.1, 8.2) als modulare, separate Baukastenteile an den Träger (7, 24) angebracht sind.
Gleit- oder Spannschiene (5, 6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gleitelemente (8.1, 8.2) in einem Abstand (A) von mindestens zweimal der Teilung (T) der Kette (4) des Kettentriebs (1) angeordnet sind.
Gleit- oder Spannschiene (5, 6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitelemente (8.1, 8.2) identische Baukastenteile sind.
Gleit- oder Spannschiene (5, 6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (β) zwischen den Winkelhalbierenden im Bereich von 15° bis 55°, bevorzugt 25° bis 45°, liegt.
Gleit- oder Spannschiene (5, 6) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7, 24) zwei in Hüllkontur identische Befestigungsabschnitte für die Gleitelemente (8.1, 8.2) aufweist.
Gleit- oder Spannschiene (5, 6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitelemente (8.1, 8.2) und die Befestigungsabschnitte mittels einer Rastverbindung miteinander verbunden sind.
Gleit- oder Spannschiene (5, 6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Gleitelement (8.3) zwischen die beiden Gleitelemente (8.1, 8.2) zwischengefügt ist, dessen Winkelhalbierende des Öffnungswinkels die an der konvex gekrümmten Gleitfläche (12) in einem Winkel ungleich 0° zur Winkelhalbierenden (W₁, W₂) des Öffnungswinkels (α₁, α₂) der konvex gekrümmten Gleitfläche (12) zumindest einen der beiden Gleitelemente (8.1, 8.2) verläuft und wobei das weitere Gleitelement (8.3) ebenfalls als modulares separates Baukastenteil an dem Träger (7, 24) angebracht ist.
Gleit- oder Spannschiene (5, 6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) eine flache Blechschiene ist, an dem die beiden oder mehreren Befestigungsabschnitte als senkrechte Befestigungslappen (10.1, 10.2) angebogen sind, auf die die Gleitelemente (8.1, 8.2) senkrecht zur Laufrichtung (L) der Kette (4) aufsteck- und verrastbar sind.
Gleit- oder Spannschiene (5, 6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (24) ein verstärktes Kunststoffbauteil mit Befestigungsabschnitten ist, auf die die nach Anspruch 8 verwendbaren Gleitelemente (8.1, 8.2, 8.3) in oder entgegen der Laufrichtung (L) der Kette (4) aufsteckbar bzw. -schiebbar und verrastbar sind.
Gleit- oder Spannschiene (5, 6) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement an seiner Rückseite eine im Querschnitt T-förmige Aussparung (17) aufweist, die mindestens eine, bevorzugt zwei Rastelemente (20.1, 20.2; 18.1, 18.2) zum Verrasten am Träger (7, 24) aufweist.
Baukasten für eine Gleit- und/oder Spannschiene (5, 6) bestehend aus mindestens zwei unterschiedlichen Trägern (7, 24) und mindestens einem Gleitelement (8.1, 8.2, 8.3), das als modulares Baukastenteil zur Verwendung an den mindestens zwei unterschiedlichen Trägern (7, 24) ausgestaltet ist, wobei das Gleitelement (8.1, 8.2, 8.3) eine in Laufrichtung der Kette (4) konvex gekrümmte Gleitfläche (12) aufweist und die Träger (7, 24) zwei Befestigungsabschnitte derart aufweisen, dass die Winkelhalbierenden (W₁, W₂) der beiden Öffnungswinkel (α₁, α₂) der beiden konvex gekrümmten Gleitflächen (12) von zwei Gleitelementen (8.1, 8.2) in einem Winkel ungleich 0° zueinander verlaufend an dem Träger (7, 24) anbringbar sind.
Baukasten nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Gleitelemente (8.1, 8.2, 8.3) identische Baukastenteile sind.
Kettentrieb (1), insbesondere Steuerkettentrieb eines Verbrennungsmotors, mit einem antreibenden Kettenrad (2), mindestens einem angetriebenen Kettenrad (3.1, 3.2), einer die Kettenräder (2, 3.1, 3.2) miteinander koppelnden Kette (4) und einer Spann- oder Führungsschiene (5, 6) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Kettentrieb (1) nach Anspruch 13, mit einer Spannschiene (6) und einer Gleitschiene (5), dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Spann- als auch Gleitschiene (5, 6) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestaltet sind.
Kettentrieb (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelteile sowohl der Spannscheine (6) als auch der Gleitschiene (5) aus einem Baukasten nach Anspruch 11 oder 12 ausgewählt sind.