Spann- oder Führungsschiene mit Verliersicherung für Haltebolzen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spann- oder Führungsschiene zum Spannen und/oder Führen einer Antriebskette, mit einer öffnung zur Aufnahme eines Haltebolzens und einem in die öffnung einführbaren Haltebolzen.

Insbesondere bei Steuerkettentrieben an Verbrennungsmotoren sind neben der hohen Präzision und der gewünschten guten Funktionalität von Spann- oder Führungsschienen auch deren einfache Montierbarkeit gefragt. Die Steuerkettentriebe werden häufig unter beengten Bauraumverhältnissen am Motorgehäuse montiert. Hierbei spielt die Gesamtbreite sämtlicher Bestandteile des Steuerkettentriebs im Montagezustand eine entscheidende Rolle. Während Führungsschienen meist fest mit dem Motorblock verschraubt werden, dient der Haltebolzen bei Spannschienen gleichzeitig als Schwenkachse für die Spannschiene. Bei beiden Schienentypen ist man nach wie vor bestrebt, Verbesserungen bei der zumeist von Robotern vorgenommenen Montage solcher Schienen herbeizuführen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, eine vereinfachte Montage von Spann- oder Führungsschienen der eingangs genannten Art mit Hilfe eines Haltebolzens bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird bei einer Spann- oder Führungsschiene der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine zwischen Haltebolzen und der öffnung wirkende Rastvorrichtung mit einem Rastvorsprung an der öffnung und einer Rastvertiefung an dem Haltebolzen oder umgekehrt, vorgesehen ist, die den Haltebolzen relativ zur öffnung in einer Montagestellung sichert und zum überführen des Haltebolzens in eine Befestigungsstellung zumindest temporär freigibt.

Das bedeutet, dass der Haltebolzen und die öffnung bei der Montage eine Rastverbindung eingehen und somit eine Verliersicherung für den Haltebolzen bereitgestellt ist. Dabei kann der Bolzen eine für die Montage vorteilhafte Einschubposition innerhalb der öffnung einnehmen. Wenn z.B. ein Bolzen mit Einschraubgewinde verwendet wird, kann dieses auf einer Seite etwas vorstehen, um eine Einfädelhilfe zum Auffinden eines Innengewindes, z.B. an einem Motorblock bereitzustellen. Das bedeutet dann aber auch,

dass der Bolzen über einen Tei seiner Länge bereits vollständig in die öffnung eingefädelt ist und die Breite der Spannschiene nicht mehr als zusätzlicher Bauraum zum Einfädeln des Haltebolzens benötigt wird. Sobald dann eine Entriegelungskraft ausgeübt wird, lässt sich der Bolzen axial relativ zur öffnung verschieben. Sofern ein Gewindebolzen verwendet wird, lässt sich dieser dann einschrauben. Die für die Montage zur Verfügung zu stellende Weglänge lässt sich aufgrund dieser Vorpositionierung des Haltebolzens in der Montagestellung auf relativ einfache Weise minimieren. Des Weiteren ist der Haltebolzen in der öffnung gesichert und kann bei der Montage nicht verloren gehen, was ansonsten zu Montagefehlern führen würde. Rastvorsprung und Rastvertiefung sind bevorzugt einteilig zusammen mit dem jeweiligen Element (Haltebolzen oder öffnung) ausgestaltet.

Konstruktiv einfach ist die Rastvertiefung bei einer Ausführungsform durch eine Ringnut ausgestaltet. Nachdem zumindest bei Spannschienen rotationssymmetrische Querschnitte für den Haltebolzen Anwendung finden müssen, eignet sich eine umlaufende Ringnut hierzu sehr gut. Gleiches gilt bei einer Ausführungsform auch für den Rastvorsprung, wenn dieser durch einen Ringsteg bzw. Ringwulst gebildet ist. Selbstverständlich lassen sich beide Ausführungsvarianten auch durch unterbrochene Ringnuten und Ringstege bzw. Ringwulste in ihrer Wirkung imitieren.

Nachdem die Sicherung des Haltebolzens in der öffnung nur temporär für den Montagevorgang erfolgt, soll die zu überwindende Entriegelungskraft nur so groß sein, dass eine Montage sehr leicht erfolgen kann und die Verriegelung den Haltebolzen beim Montagevorgang ausreichend sichert. Hierzu ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass der Rastvorsprung eine Höhe aufweist, die höchstens 10 %, bevorzugt höchstens 5 % und mindestens 1 % des Durchmessers der öffnung beträgt. Hierbei werden die höheren Beträge eher für einseitig angeordnete Rastvorsprünge verwendet, während bei umlaufenden Ringstegen bzw. Ringwülsten auch Höhen von höchstens 2,5 % durchaus realistisch sind.

Damit auch eine axiale Sicherung in der Anbringstellung gegeben ist, kann gemäß einer weiteren Variante eine zweite Rastvertiefung vorgesehen sein, die in einem Abstand zur ersten Rastvertiefung angeordnet ist, wobei der Abstand dem Abstand im Wesentlichen zwischen der Montagestellung und der Befestigungsstellung entspricht. Dies führt zu einem abermaligen Verrasten in der Befestigungsstellung. Hierdurch kann auf zusätzli-

che Maßnahmen zur axialen Sicherung der Spann- oder Führungsschiene am Haltebolzen verzichtet werden.

Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Spann- und/oder Führungsschienenserie mit einer Spann- oder Führungsschiene erster Baubreite und einer Spann- und/oder Führungsschiene zweiter Baubreite, einem in jeweils eine öffnung beider Spann- und/oder Führungsschienen einsetzbaren Haltebolzen und einer zwischen dem Haltebolzen und der öffnung wirkenden Rastvorrichtung mit einem Rastvorsprung und einer Rastvertiefung an dem Haltebolzen oder umgekehrt, die den Haltebolzen relativ zur öffnung einer Montagestellung sichert und zum überführen des Haltebolzens in eine Befestigungsstellung zumindest temporär freigibt. Obwohl die Serie Spann- und/oder Führungsschienen unterschiedlicher Baubreite umfasst, wird ein und derselbe Haltebolzen- typ verwendet, wodurch sich die Bauteilvielfalt verringern lässt.

Gemäß einer Weiterbildung weisen die Spann- und/oder Führungsschienen und der Haltebolzen eine Montageseite auf, wobei die Montageseite des Haltebolzens und die Montageseite der Spann- und/oder Führungsschiene erster und zweiter Baubreite in der Montagestellung und in der Befestigungsstellung die gleiche relative Position zueinander aufweisen. Die mit dem Haltebolzen versehenen Spann- oder Führungsschienen erster und zweiter Baubreite unterscheiden sich auf ihrer Montageseite hinsichtlich des überstandes und der Anordnung des Haltebolzens, weder in der Montage- noch in der Befestigungsstellung, nicht voneinander, wodurch gleiche Montagebedingungen erzeugt sind. Lediglich auf der gegenüberliegenden Seite (der der Montageseite abgewandten Seite) nimmt der Haltebolzen eine etwas andere relative Position ein (mehr oder weniger überstand oder gar kein überstand). Hierdurch ist auch der Montagevorgang der unterschiedlich breiten Spann- und/oder Führungsschienen einheitlich und kann nahezu identisch ausgeführt und somit sehr leicht automatisiert werden.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht eines Steuerkettentriebs,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung eines Abschnitts einer Führungsschiene mit Haltebolzen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Abschnitt der Führungsschiene aus Fig. 2 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4a eine Schnittdarstellung durch eine Spannschiene in einer Montagestellung,

Fig. 4b eine Schnittdarstellung durch die Spannschiene aus Fig. 4a in einer Befestigungsstellung,

Fig. 5 den Ausschnitt V aus Fig. 4a in einer vergrößerten Darstellung,

Fig. 6a eine weitere Ausführungsform einer Spannschiene im Vollschnitt in einer Montagestellung und

Fig. 6b die Spannschiene aus Fig. 6a im Vollschnitt in einer Befestigungsstellung.

In Fig. 1 ist ein Steuerkettentrieb 1 eines Verbrennungsmotors 2 dargestellt. Dieser um- fasst ein Kurbelwellenkettenrad 3, zwei oben liegende Nockenwellenkettenräder 4 und 5, eine um die Kettenräder herumgeführte Steuerkette 6 sowie eine Spannschiene 7 und eine Führungsschiene 8. Die Spannschiene 7 wird mittels eines Kettenspanners 9 gegen die Steuerkette 6 gedrückt und ist um ein Schwenklager 10 schwenkbar am Motorblock 11 gelagert. Die Führungsschiene 8 ist fest am Motorblock 11 angeschraubt. Sowohl die Spann- als auch die Führungsschiene 7 und 8 bestehen jeweils aus einem Träger 12 bzw. 13 und einem darauf angeordneten Gleitbelagkörper 14 bzw. 15. Der Träger 12 oder 13 und der Gleitbelagkörper 14 oder 15 sind jeweils gemäß ihren gewünschten Eigenschaften aus jeweils einem Material mit anderen Eigenschaften hergestellt. Die Anbringung der Spann- und Führungsschiene 7 bzw. 8 am Motorblock 11 erfolgt mittels noch näher zu beschreibender baugleicher Haltebolzen 16.

Die schematische Darstellung der Fig. 1 zeigt die prinzipielle Anordnung und Verwendung solcher Spann- und Führungsschienen 7 bzw. 8. Die Ausgestaltung der Spann- und Führungsschienen kann jedoch vielfältig sein. Die vorliegende Erfindung kann auf die unterschiedlichsten Ausgestaltungen solcher Schienen angewendet werden, weshalb bezüglich des detaillierten Aufbaus von z.B. Träger- und Gleitbelagkörper auf den bekannten Stand der Technik verwiesen wird.

Im Folgenden wird anhand der Fig. 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel einer Führungsschiene 8 näher erläutert.

Wie insbesondere aus der Fig. 2 zu erkennen ist, besteht die Führungsschiene 8 aus einem festen Träger 13 (hier Aluminium) und einem darauf geclipsten Gleitbelagkörper 15 aus einem Kunststoffmaterial mit niedrigem Reibwert. Der Träger 13 weist zwei im Abstand zueinander angeordnete öffnungen 16 zur Aufnahme eines Haltebolzens 17 auf. Die öffnung 16 ist im Querschnitt kreisförmig ausgestaltet und mit einem einseitig vorstehenden Raststeg 18 versehen. Die Höhe H des Raststeges 18 beträgt im vorliegenden Fall ca. 8 % des Durchmessers D der öffnung 16.

Der Haltebolzen 17 weist einen Gewindeabschnitt 19 und einen zylinderförmigen Einsteckabschnitt 20 auf. Der Einsteckabschnitt 20 ist mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Ringnuten 21 und 22 versehen. Die Tiefe der Ringnuten 21 und 22 ist so bemessen, dass darin der Raststeg 18 aufnehmbar ist. Die Höhe des Raststegs 18 lässt es jedoch zu, dass aufgrund einer axialen Krafteinwirkung auf den Haltebolzen 17 und aufgrund zumeist elastischer Verformungen (eventuell ein gewisser plastischer Anteil) der Haltebolzen 17 axial verschiebbar ist und somit der Raststeg 18 außer Eingriff mit der ersten Ringnut 21 kommt und bei überwinden einer gewissen axialen Strecke in die zweite Ringnut 22 einrastet. Die erste Ringnut 21 gibt eine Montagestellung und die zweite Ringnut 22 eine Befestigungsstellung vor. Die genauen Positionen dieser Ringnuten 21 und 22 und die zugehörige Position des Ringsteges 18 werden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer zugehörigen Spannschiene 7 gemäß der Fig. 4a, 4b und 5 verständlich.

Obwohl die Fig. 4a, 4b und 5 die Schwenkstelle einer Spannschiene 7 zeigen, besteht ansonsten der Unterschied zum Querschnitt der Ausführungsform der Führungsschiene gemäß den Fig. 2 und 3 lediglich darin, dass nunmehr ein umlaufender Ringsteg 18.1 verwendet wird und die Tiefe der beiden Ringnuten 21 und 22 hieran angepasst ist. Ansonsten sind jedoch Lage und Wirkungsweise nahezu identisch. In der Fig. 4a sind der Haltebolzen 17 und die Spannschiene 7 in einer Montagestellung miteinander verrastet. Hierbei befindet sich der Ringsteg 18.1 in der ersten Ringnut 21. Wie anhand der Fig. 5 gesehen werden kann, ist der Ringsteg 18.1 wulstförmig oder annährend wulstförmig (trapezförmig im Querschnitt) ausgestaltet, wodurch er besser über die Kanten des Ein-

Steckabschnitts hinweggleitet. Die erste Ringnut 21 weist auf ihrer dem Gewindeabschnitt 19 abgewandten Seite eine Auflaufschräge 21.1 auf, die ein Verschieben des Haltebolzens 17 nach rechts (siehe Fig.) begünstigt. Die zweite Ringnut 22 weist gerade Seitenwände auf.

In der in der Fig. 4a gezeigten Montagestellung steht eine Montageseite 23 des Haltebolzens 17 etwas über eine Montageseite 24 des Trägers 12 der Spannschiene 7 über, so dass ein Einfädeln in eine zugehörige Gewindeöffnung leichter möglich ist.

Mittels einer axialen Kraft, die auch beim Einschraubvorgang des Haltebolzens 17 ausgeübt werden kann, gleitet der Ringsteg 18.1 aus der ersten Ringnut 21 heraus und entlang der Mantelfläche des Einsteckabschnittes 20 bis er in der zweiten Ringnut 22 einrastet und die in Fig. 4b gezeigte Befestigungsstellung vorgibt. Der Mittenabstand M der beiden Ringnuten 21 und 22 gibt dabei im Wesentlichen den axialen Positionsunterschied zwischen der Montagestellung und der Befestigungsstellung vor. Das Einschrauben des Haltebolzens 17 erfolgt über die endseitig angeordnete Werkzeugöffnung 25. Der Ringsteg 18.1 liegt in dieser Stellung an der linken Seitenwand der Ringnut 22 an, so dass eine Art Anschlag in dieser Stellung gebildet ist und die Spannschiene 17 eine gewisse axiale Lagesicherung erfährt. Auf der gegenüberliegenden Seite steht die Stirnseite 26 des Einsteckabschnittes 20 etwas über die Montageseite 24 des Trägers 12 über, um dessen Schwenkbarkeit zu gewährleisten.

Im Folgenden wird anhand der Fig. 6a und 6b eine zweite Ausführungsform einer Spannschiene 7 näher erläutert. Es wird im Folgenden nur auf die wesentlichen Unterschiede eingegangen. Sofern auf gleiche und gleichwirkende Bauteile Bezug genommen wird, werden die gleichen Bezugsziffern verwendet und auf die obige Beschreibung verwiesen.

Der Hauptunterschied besteht darin, dass in den Fig. 4a und 4b eine Spannschiene erster Baubreite Bi und in den Fig. 6a und 6b eine Spannschiene 7 zweiter Baubreite B ₂ verwendet wird. Der Haltebolzen 17 ist jedoch identisch ausgestaltet.

Die Spannschiene 7 aus den Fig. 4a und 4b wird bevorzugt für Simplexketten und die Spannschiene aus den Fig. 6a und 6b für Duplexketten verwendet. Insbesondere anhand eines Vergleichs der Fig. 4a und 6a ist zu erkennen, dass die relative Position der

Montageseite 23 des Haltebolzens 17 und der Montageseite 24 des Trägers 12 zueinander identisch sind. Das bedeutet, der Gewindeabschnitt 19 steht bei beiden Schienen gleichweit über die Montageseite 24 über.

Gleiches ist auch bei einem Vergleich der Fig. 4b und 6b zu erkennen. Auch hier ist der überstand bzw. der Abstand zwischen der Montageseite 23 und der Montageseite 24 bei beiden Ausführungsbeispielen gleich. Lediglich die gegenüberliegende Stirnseite 27 des Haltebolzens 17 weist eine unterschiedliche Lage auf. In der Befestigungsstellung ist diese außerhalb der öffnung 16 in einigem Abstand angeordnet, während sie gemäß der Fig. 6b innerhalb der öffnung 16 etwas zurückversetzt angeordnet ist.

Diese beiden Ausführungsbeispiele zeigen, dass ein und derselbe Haltebolzen 17 sowohl für die Spannschiene 7 gemäß den Fig. 4a und 4b als auch für die Spannschieπe 7gemäß den Fig. 6a und 6b verwendet werden kann. Es besteht somit ein Spannschienensystem mit baugleichen Haltebolzen 17, das eine reduzierte Teileanzahl aufgrund des identischen Bolzens aufweist. Die Funktions- und Wirkungsweise des Haltebolzens 17 ist bei dieser zweiten Ausführungsform identisch zur Ausführungsform der Fig. 4a und 4b. Ein solches System ist selbstverständlich auch auf Führungsschienen oder eine Kombination aus Führungs- und Spannschiene übertragbar. Das bedeutet, dass Spann- und Führungsschienensysteme auch miteinander kombiniert werden können, so dass innerhalb eines Steuerkettentriebs 2 sowohl Spann- als auch Führungsschienen 7,8 mit dem gleichen Haltebolzen 17 am Motorblock 11 angebracht werden.

Der Vollständigkeit halber sei hier noch angemerkt, dass auch die öffnung 16 mit mindestens einer Ringnut und der Einsteckabschnitt 20 des Haltebolzens 17 mit mindestens einem Rastvorsprung bzw. Raststeg 18 oder 18.1 versehen sein kann, ohne die Lehre der Erfindung zu verlassen.