Bezeichnung der Erfindung
Montageeinheit eines Zugmitteltriebs
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Montageeinheit eines Zugmitteltriebs, der insbesondere als ein in Brennkraftmaschinen einsetzbarer Kettentrieb ausgebildet ist. Der Zugmitteltrieb umfasst ein Antriebsrad und zumindest ein Abtriebsrad, die über ein Zugmittel verbunden sind, wobei jedem Trum des Zugmittels eine Führungsschiene oder eine mit einem Spannsystem in Verbindung stehende Spannschiene zugeordnet ist.
Hintergrund der Erfindung
Aus der DE 39 09 458 A1 ist eine Montageeinheit für einen Zugmitteltrieb be- kannt, die eine Kettenradhalterung sowie ein Kettenführungselement für die Steuerkette einer Brennkraftmaschine umfasst. Diese Montageeinheit schließt bogenförmige Aufnahmen ein, in denen die Kettenräder und die Steuerkette lose eingelegt sind. Eine dem Zugmitteltrieb zugeordnete Spanneinrichtung ist außenseitig kraftschlüssig an der Kette abgestützt. Da die Spannvorrichtung vorgespannt in Verbindung mit dem Zugmitteltrieb montiert wird, vergrößert sich der Montageaufwand, da beispielsweise die Kettenräder beeinflusst durch die Wirkung der Spanneinrichtung erschwert auf die zugehörigen Wellenenden zu befestigen sind.
Die EP 0 848 139 A1 bezieht sich auf eine Montageeinheit, bei der die Zugmittelräder in Haltetaschen eingesetzt und von dem umschließenden Zugmittel positioniert und durch ein Rastelement der Haltevorrichtung fixiert sind. Die Montageeinheit beinhaltet eine bogenförmige Spannschiene, auf die im Be-
triebszustand ein am Motorblock der Brennkraftmaschine positionierter Kettenspanner drückt. Für die Montage wird die Spannschiene durch ein Rastelement in einer Grundstellung gehalten, die eine gewisse Vorspannung des Zugmittels bewirkt.
Übereinstimmend verbleiben die zuvor beschriebenen Montageeinheiten nach abgeschlossener Montage an der Brennkraftmaschine. Im Hinblick auf relativ hohe Stückzahlen von Brennkraftmaschinen und die zu verringernden Taktzeiten der fortschreitenden Automatisierung in der PKW-Industrie unterliegen die Montageeinheiten in den einzelnen Bauelementen und Funktionen einem ständigen Verbesserungsbedarf und einer Anpassung an gestiegene Anforderungen.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montageeinheit für Zugmitteltriebe zu realisieren, deren Bauteile in vormontiertem Zustand optimal ohne ein separates Bauteil verliergesichert positioniert sind.
Erfindungsgemäße Lösung
Die Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß durch eine Montageeinheit gelöst, die das Zugmittel führende oder vorspannende Bauteile, sowie das Zugmittel des Zugmitteltriebs umfasst. Vorteilhaft sind die ein Modul bildenden Bauteile so gestaltet und zusammengefügt, dass diese kein separates Bauteil wie z.B. ein Tragelement benötigen, um eine sichere Montage des Zugmitteltriebs in oder an Brennkraftmaschine zu ermöglichen. Gemäß der Erfindung ist die schwenkbare Spannschiene endseitig über ein Gelenk mit der im Betriebszustand ortsfest positionierten, einteilig oder mehrteilig aufgebauten Führungs- schiene verbunden. Zur Schaffung einer wirksamen und dauerfesten Transportsicherung ist die Spannschiene mittelbar oder unmittelbar bevorzugt über eine Clipverbindung an der Führungsschiene fixiert. Weiterhin schließt die
Montageeinheit eine Haltesegment ein, über das im vormontierten Zustand und zur vereinfachten Montage zumindest ein Zugmittelrad gehalten ist.
Vorteilhaft bietet die erfindungsgemäße Montageeinheit eine fixe Transportstel- lung für die Führungsschiene und die Spannschiene sowie zumindest einem Zugmittelrad, wobei im Gegensatz zu bisherigen Montageeinheiten eine nachteilige freie Zugmittellänge ohne zusätzliche Bauteile entfällt. Der erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht weiterhin einen hohen Anteil von Gleichteilen, sodass die Montageeinheit durch Ergänzung und / oder Austausch einzel- ner weniger Komponenten für unterschiedliche Brennkraftmaschinen einsetzbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2-10.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht zwischen der Spannschiene und der Führungsschiene ein einen Drehverschluss beinhaltendes Gelenk vor. Dieses beispielsweise von Rohr- oder Wasserpumpenzangen bekannte Gelenk umfasst einen lokal abgeflachten zylindrischen Zapfen, der mit der schwenkbaren Spannschiene oder der Führungsschiene verbunden ist. Der Zapfen greift in eine weitestgehend 8-förmig gestaltete, zwei kreisringförmige, über einen Steg verbundene Aufnahmen einschließende Kontur des zugehörigen weiteren Bauteils ein. Durch ein Verschwenken der Spannschiene in eine von der Betriebsstellung abgewandten Extremstellung besteht die Möglichkeit, den Zapfen in der Kontur, d.h. zwischen den Aufnahmen zu verstellen, da ein Zapfenmaß im Bereich einer Abflachung eine Breite des Stegs unterschreitet. Dieser Gelenkaufbau gewährleistet die Verwendung gleich dimensionierter Spann- und Führungsschienen für unterschiedliche Brennkraftmaschinen bzw. für Zugmitteltriebe mit voneinander abweichenden Zugmittellayouts. Damit ver- bunden kann vorteilhaft der Bauteileumfang eines KFZ-Herstellers verringert werden.
Bevorzugt ist die Führungsschiene einstückig mit einem Schenkel bzw. einem Hebel versehen, welcher endseitig mit einem das Gelenk bildende Bauteil, dem Zapfen oder der 8-förmigen gestalteten Kontur des Gelenks versehen ist. Im Einbauzustand greift das Gelenkelement der Führungsschiene formschlüssig in das zugehörige weitere Gelenkelement der Spannschiene. Alternativ dazu bietet es sich an, die Spannschiene einstückig mit einem Schenkel oder Hebel zu versehen, welches Endseitig ein Gelenkelement einschließt.
Als Transportsicherung und gleichzeitig Verliersicherung im vormontierten Zu- stand des Zugmitteltriebs ist erfindungsgemäß eine formschlüssig und / kraftschlüssig wirkende Clipverbindung vorgesehen. Dazu eignet sich bevorzugt eine von elastischen Laschen begrenzte Aufnahme, die zueinander ausgerichtete Rastnasen oder Vorsprünge einschließen, an denen die Spannschiene verrastet. Die Laschen sind unmittelbar an der Führungsschiene oder einem der Führungsschiene zugeordneten weiteren Bauteil angeordnet.
Für Zugmitteltriebe mit mehreren Abtriebsrädern, beispielsweise dem zwei Nockenwellen einschließenden Steuertrieb einer Brennkraftmaschine, bietet es sich erfindungsgemäß an, die ortsfest positionierte Führungsschiene mit einem weiteren Führungsschienenbauteil zu kombinieren. Diese Maßnahme ermöglicht das Zugmittel im Zugtrum im Bereich zwischen den Steuerrädern zu führen. Damit ist sichergestellt, dass in allen Trum-Bereichen des Zugmittels eine Führungsschiene oder Spannschiene dem Zugmittel zugeordnet ist. Vorzugsweise sind die zwei zu einer Einheit zusammengefügten Führungsschienen über eine kraft- und / oder formschlüssige Verbindung dauerhaft befestigt. Dazu eignen sich beispielsweise einer Führungsschiene zugeordnete Hülsen, die formschlüssig in korrespondierende Aufnahmen der weiteren Führungsschiene eingepasst und mittels einer Clipverbindung gesichert sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung betrifft einen Überspringschutz für das Zugmittel im Bereich der Zugmittelräder. Dazu weisen die Führungsschienen jeweils endseitig eine der Formgebung der Zugmittelräder an- gepasste, radial zur Außenkontur des Zugmittels beabstandete, zungenartige
Verlängerungen auf, die ein Überspringen des Zugmittels wirksam unterbinden. Diese Gestaltung bietet sich ebenfalls für eine mehrteilig gestaltete Führungsschiene an, um einen Überspringschutz im Bereich aller Abtriebsräder des Zugmitteltriebs zu erfassen.
Die als Modul ausgeführte Montageeinheit kann weiterhin durch ein Haltesegment ergänzt werden, mit dem ein Zugmittelrad vormontiert positioniert werden kann. Zur Aufnahme des Antriebsrades in die Montageeinheit bietet es sich an, das Haltesegment der Führungsschiene unmittelbar oder dem Schenkel der Führungsschiene zuzuordnen. Ergänzend dazu schließt die Erfindung weitere Haltesegmente ein, um alle Antriebsräder und Abtriebsräder des Zugmitteltriebs in die Montageeinheit aufzunehmen.
Als geeigneter Werkstoff für die Spannschiene und die Führungsschienen ist Kunststoff, insbesondere PA66 / H vorgesehen. Alternativ eignen sich dazu weitere Kunststoffe, die hinsichtlich Verschleiß und Festigkeit alle Erfordernisse für den Zugmitteltriebeinsatz erfüllen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 den Zugmitteltrieb einer Brennkraftmaschine, deren Einzelteile eine Montageeinheit bilden;
Figur 2 den Zugmitteltrieb losgelöst von der Brennkraftmaschine im Betriebszustand;
Figur 3 die Einzelteilzeichnung der Spannschiene;
Figur 4 die Führungsschiene des Zugmitteltriebs als Einzelteil;
Figur 5 in einer vergrößerten Darstellung einen Ausschnitt der Spannschiene gemäß Figur 3;
Figur 6 in einer Einzelteilzeichnung eine der Führungsschiene zugeord- nete Teilschiene.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine 1 und verdeutlicht dabei einen als Steuertrieb ausgelegten Zugmitteltrieb 2 im vormontierten Zustand, der zum Antrieb von zwei Nockenwellen 3a, 3b bestimmt ist, denen im Betriebszustand jeweils ein strichpunktiert dargestelltes Abtriebsrad 5a, 5b zugeordnet ist. Der eine als Modul aufgebaute Montageeinheit 6 beschränkt sich ausschließlich auf die Bauteile des Zugmitteltriebs 2. Die Montageeinheit 6 umfasst eine im Betriebszustand ortsfest positionierte Führungsschiene 7, bestehend aus einer Grundschiene 8 mit zugehöriger Teilschiene 9. Weiterhin schließt die Montageeinheit 6 eine schwenkbare Spannschiene 10 ein, das über ein Haltesegment 11 positionierte Antriebsrad 4, sowie das Antriebsrad 4 umschließende und weiterhin an den Schienen geführte Zugmittel 12. Im Anlie- ferzustand der Montageeinheit 6 ist die Spannschiene 10 an der Teilschiene 9 über eine Transportsicherung 13 lagefixiert. Als Transportsicherung 13 ist eine in Figur 5 dargestellte Clipverbindung vorgesehen, die zwei vorstehende axial beabstandete elastische Laschen 14a, 14b mit zueinander ausgerichteten lokalen Vorsprüngen 15a, 15b aufweist, an denen in der Transportstellung die Spannschiene 10 verrastet. Der Aufbau der Montageeinheit 6 bewirkt eine gewisse Vorspannung des Zugmittels 12 in der Transportstellung, wodurch eine nachteilige freie Länge des Zugmittels 12 entfällt, was vorteilhaft einen ungehinderten Transport der Montageeinheit 6 einschließlich aller Bauteile des Zugmitteltriebs 2 ermöglicht. Abweichend zu der Darstellung gemäß Figur 1 bietet es sich an, dass die Montageeinheit 6 ergänzend auch die strichpunktiert dargestellten Abtriebsräder 5a, 5b einschließt, welche von dem Zugmittel 12 umschlossen ebenfalls in der Montageeinheit 6 sicher geführt sind. Um die dabei erforderliche geänderte Zugmittelführung zu gewährleisten kann entsprechend
eine abgeänderte Transportsicherung 13 eingesetzt werden, bei der die im Gegenuhrzeigersinn teilweise verschwenkte Spannschiene 10 in einer von der in Figur 1 abweichenden Position fixiert ist. Im Betriebszustand ist die Spannschiene 10 bis zur Anlage an die ortsfest in der Brennkraftmaschine 1 positio- nierte Spannvorrichtung 16 verschwenkt, über die stets eine ausreichende Vorspannung des Zugmittels 12 sichergestellt wird.
Weitere Details des eine Montageeinheit 6 bildenden Zugmitteltriebs 2 zeigt die Figur 2. An dem im Uhrzeigersinn umlaufenden Zugmitteltrieb 2 ist in einem ersten sich zwischen dem Antriebsrad 4 und dem Abtriebsrad 5b einstellenden Zugtrum 17 die Grundschiene 8 der Führungsschiene 7 abgestützt. Dem weiteren sich zwischen den Abtriebsrädern 5a, 5b einstellenden Zugtrum 18 ist die Teilschiene 9 innenseitig dem Zugmittel 12 zugeordnet. Die über ein Gelenk 19 schwenkbare Spannschiene 10 stützt sich in einem Leertrum 20 außenseitig an dem Zugmittel 12 ab, wobei die Abstützkraft von der Spannvorrichtung 16 auslöst wird. Das Gelenk 19 bilden der einstückig an der Grundschiene 8 befestigte Schenkel 21 sowie die Spannschiene 10. Der Schenkel 21 schließt weiterhin das Haltesegment 11 ein, über das eine Positionierung des Antriebsrades 4 in der Transportstellung der Montageeinheit (6) gewährleistet ist. Der Aufbau der Führungsschiene 7 sieht vor, dass die einen sich zwischen den Abtriebsrädern 5a, 5b einstellenden Zwischenraum weitestgehend ausfüllende Teilschiene 9 bevorzugt über eine formschlüssige und / oder kraftschlüssige Befestigung 22 mit der Grundschiene 8 verbunden ist. Übereinstimmend beinhalten sowohl die Grundschiene 8 als auch die Teilschiene 9 einen zungenartig ausgebildeten Überspringschutz 23, 24, der sich jeweils in Richtung des zugehörigen Abtriebsrades 5a, 5b erstreckt und ein nachteiliges Abheben des Zugmittels 12 von den Abtriebsrädern 5a, 5b unterbindet. Die Spannvorrichtung 16 weist spannschienenseitig eine Entlüftung 25 auf, über die im Betriebszustand des Zugmitteltriebs 2 in der Spannvorrichtung 16 eingeschlossene Luft ungehindert entweichen kann. Weiterhin ermöglicht die Entlüftung 25 einen dosierten Austritt von Hydraulikfluid, der zur Schmierung des Zugmittels 12 nutzbar ist. Dazu wird ein von der Entlüftung 25 ausgehender Strahl 26 gezielt durch eine Öffnung 27 der Spannschiene 10 auf das Zugmittel 12 geleitet.
Die Figuren 3 und 4 zeigen jeweils in einer Einzelteilzeichnung die Spannschiene 10 und die Grundschiene 8 der Führungsschiene 7. Die Grundschiene 8 bildet versetzt zu dem Überspringschutz 23 eine Auflage 28, die Bestandteil der Befestigung 22 für die Teilschiene 9 ist. An dem von dem Überspringschutz 23 abgewandten Ende umfasst die Grundschiene 8 einen abstehenden Schenkel 21 , der am freien Ende eine weitestgehend 8-förmig gestaltete zwei beabstandete kreisringförmige Aufnahmen 29a, 29b beinhaltende Kontur 30, die über einen Steg 31 verbunden sind. Die Kontur 30 bildet mit einem Zapfen 32 der Spannschiene 10 das Gelenk 19. Eine Verschiebung des in der Aufnahme 29a eingerasteten Zapfens 32 in die Aufnahme 29b erfordert ein Verschwenken der Spannschiene 10 in eine Extremstellung, bei der sich ein durch eine Abflachung 33 des Zapfens 32 einstellender Querschnitt ergibt, der ein Breitenmaß von dem Steg 31 unterschreitet. Die Figur 5 zeigt den Zapfen 32 in einer vergrößerten Darstellung und verdeutlicht die Abflachung 33.
Die Figur 6 zeigt als Einzelteil die Teilschiene 9 der Führungsschiene 7 in einer Perspektive. Die Teilschiene 9 ist im Einbauzustand über eine Kontaktfläche 34 an der Anlagefläche 28 der Grundschiene abgestützt und mittels der Befesti- gung 22 fixiert. Die Teilschiene 9 schließt weiterhin beabstandete Laschen 14a, 14b ein, die zueinander ausgerichtete Vorsprünge 15a, 15b aufweisen, an denen die Spannschiene 10 verrastet zur Bildung der Transportsicherung 13.
Bezugszahlenliste
1 Brennkraftmaschine
2 Zugmitteltrieb
3a Nockenwelle
3b Nockenwelle
4 Antriebsrad
5a Abtriebsrad
5b Abtriebsrad
6 Montageeinheit
7 Führungsschiene
8 Grundschiene
9 Teilschiene
10 Spannschiene
11 Haltesegment
12 Zugmittel
13 Transportsicherung
14a Lasche
14b Lasche
15a Vorsprung
15b Vorsprung
16 Spannvorrichtung
17 Zugtrum
18 Zugtrum
19 Gelenk
20 Leertrum
21 Schenkel
22 Befestigung
23 Überspringschutz
24 Überspringschutz
25 Entlüftung
26 Strahl
27 Öffnung
Auflagea Aufnahmeb Aufnahme
Kontur
Steg
Zapfen
Abflachung
Kontaktfläche