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Dokumentenidentifikation DE102006025890A1 20.12.2007
Titel Elastische Führungsschiene für einen Endlostrieb
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Mueller, Heiner, 85095 Denkendorf, DE;
Pfalzgraf, Johannes, 85051 Ingolstadt, DE
DE-Anmeldedatum 02.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006025890
Offenlegungstag 20.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse F16H 7/18(2006.01)A, F, I, 20060602, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 7/08(2006.01)A, L, I, 20060602, B, H, DE   F02B 67/06(2006.01)A, L, I, 20060602, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Führungsschiene (8) mit einer Gleitfläche (19), für einen Endlostrieb (1), insbesondere einen Kettentrieb (2). Es ist vorgesehen, dass die Führungsschiene (8) ein Kunststoffelement (14) aufweist, dem eine Blattfeder (9) zugeordnet ist, deren eine Seite die Gleitfläche (19) ausbildet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Führungsschiene mit einer Gleitfläche, für einen Endlostrieb, insbesondere einen Kettentrieb.

Stand der Technik

Endlostriebe werden in vielen Bereichen der Technik für unterschiedlichste Anwendungen eingesetzt. In der Motorentechnik finden Endlostriebe beispielsweise als Kettentriebe Verwendung für den zeitrichtigen Antrieb von Steuerelementen, beispielsweise von Nockenwellen.

Hierbei ist eine sorgfältig definierte Führung und Spannung des Treibmittels erforderlich. Im Stand der Technik wird eine solche über mechanische Kettenspanner erreicht, die beispielsweise als federbelastete Spannrollen beziehungsweise Spannzahnräder oder als mit einem hydraulischen Spannelement verbundene Spannrollen ausgebildet sind. Diese haben den Nachteil eines relativ hohen konstruktiven Aufwandes. Ferner sind sie sowohl in der Herstellung als auch in der Wartung aufwendig und daher teuer. Auch werden Führungsschienen eingesetzt, die über Kipphebelmechanismen den Kettentrieb spannen und in einer bestimmten Position führen. Für diese Konstruktionen gelten entsprechend die oben genannten Nachteile.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Führungsschiene für einen Endlostrieb bereitzustellen, der die genannten Nachteile vermeidet.

Hierzu ist eine Führungsschiene mit einer Gleitfläche, für einen Endlostrieb, insbesondere einen Kettentrieb, vorgesehen, die ein Kunststoffelement aufweist, dem eine Blattfeder zugeordnet ist, wobei eine Seite dieser Blattfeder die Gleitfläche ausbildet. Gleitfläche ist hier die Fläche, die im direkten Kontakt mit dem Endlostrieb steht. Diese Gleitfläche wird von einer Seite der Blattfeder gebildet. Die Blattfeder bildet demzufolge an ihrer einen Seite die Gleitfläche aus, auf der der Endlostrieb gleitet.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kunststoffelement eine Kunststoffschiene ist, die eine Führungsnut für die Blattfeder aufweist, wobei die Länge der Führungsnut größer als die Länge der Blattfeder ist. Das Kunststoffelement ist demzufolge in einer eher länglichen, schienenförmigen Art ausgebildet. Es weist zur Aufnahme und Führung der Blattfeder eine Führungsnut auf, in das die Blattfeder teilweise eingebracht wird, etwa entlang einer ihrer Längsseiten. Die Länge der Führungsnut ist hierbei größer als die Länge der Blattfeder, so dass in Längsrichtung der Blattfeder eine gewisse Verschiebbarkeit der Blattfeder innerhalb der Führungsnut gegeben ist. Im Zuge des Aufgleitens des Endlostriebs auf der Gleitfläche entstehenden Kräfte können auf diese Art und Weise im Spiel der Blattfeder innerhalb der Führungsnut zumindest teilweise abgefangen werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Blattfeder durch die Führungsnut eine bogenförmige Ausbildung erfährt, wobei die Gleitfläche an der Außenseite der bogenförmigen Ausbildung (Konvexseite) ausgebildet ist, und das Treibmittel mit einer Federkraft beaufschlagt. Die Führungsnut verleiht demzufolge der Blattfeder die Ausprägung eines Federbogens. Die Blattfeder erfährt dadurch – aufgrund ihrer eigenen Ausgestaltung – eine Vorspannung dergestalt, dass sie entgegen der bogenförmigen Ausbildung bestrebt ist, wieder die flächige Ausbildung anzunehmen. Hierbei ist die Außenseite der bogenförmigen Ausbildung, also die Konvexseite, dem Endlostrieb zugewandt, wobei die Gleitfläche an eben dieser Konvexseite ausgebildet ist. Der Endlostrieb gleitet also auf der Konvexseite der bogenförmigen Ausbildung der Blattfeder. Hierbei beaufschlagt die Blattfeder den Endlostrieb mit der durch eben diese bogenförmige Ausbildung entstehenden Federkraft.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Führungsnut auf der Konkavseite der Blattfeder eine Verbreiterungszone aufweist. Mit Verbreiterungszone ist gemeint, dass die Führungsnut zumindest in einem Teilbereich der Längserstreckung der Führungsnut breiter ist, als dies aufgrund der Materialstärke der Blattfeder für die Führung derselben erforderlich wäre. Die Blattfeder wird demzufolge nicht über die gesamte Länge der Führungsnut an ihren beiden Seiten, also an Ober- und Unterseite, geführt, sondern lediglich in Teilbereichen ihrer Längserstreckung, insbesondere in ihren Endbereichen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verbreiterungszone eine Einfederungszone ausbildet. Die Einfederungszone ist hierbei der Bereich der Verbreiterungszone, in dem die Blattfeder an der Konkavseite nicht geführt ist. Die Blattfeder kann demzufolge durch Kraftbeaufschlagung durch den Endlostrieb, der über die Gleitfläche an der Konvexseite der Blattfeder stattfindet, in Richtung der Konkavseite einfedern. Die Blattfeder gibt demzufolge nach, sobald der Endlostrieb auf die Konvexseite der Gleitfläche eine Kraft ausübt. Dies wird insbesondere dadurch erleichtert, dass, wie vorstehend beschrieben, die Führungsnut länger als die Länge der Blattfeder ausgebildet ist, da die Blattfeder, die bei einem solchen Einfedern gestreckt wird, in Richtung ihrer Längserstreckung innerhalb der längeren Führungsnut ausweichen kann.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Einfederungszone eine Federwegbegrenzung aufweist oder ausbildet. Damit ist gemeint, dass die Einfederungszone nicht ein beliebig weites Einfedern der Blattfeder zulässt, sondern dass, beispielsweise und insbesondere bedingt durch eine nur in einem bestimmten Maß verbreiterte Verbreiterungszone, die Einfederbewegung der Blattfeder begrenzt wird. Die Federwegbegrenzung wird dadurch vorteilhaft durch das der Konkavseite der Blattfeder zugewandte Ende der Einfederungszone ausgebildet. Die Führungsnut ist demzufolge, mit Ausnahme der jeweils endseitigen Bereiche, in der Mitte gegenüber der aufgrund der Stärke der Blattfeder erforderlichen Maße verbreitert, wobei die Verbreiterung nur soweit erfolgt, dass sich ein bestimmter, für die Aufnahme von Kraftspitzen im Endlostrieb erforderlichen Federweg ergebenen Bereich ergibt.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Blattfeder einseitig in dem Kunststoffelement gelagert ist. Die Blattfeder wird also nur an einer ihrer Längsseiten in dem Kunststoffelement gelagert, die andere Längsseite ist nicht gelagert, hiermit ergibt sich ein weiterer Freiheitsgrad der Einfederbewegung, die die Aufnahme von dem Endlostrieb auftretenden Kraftspitzen zulässt. Darüber hinaus ist eine besonders einfache und preisgünstige Fertigung sowie eine sehr einfache Montage gewährleistet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kunststoffelement aus einem elastischen, reversibel verformbaren Material besteht. Hierdurch ist auch die im Kunststoffelement ausgebildete Führungsnut als solche in gewissen Grenzen verformbar, so dass sich insgesamt ein weiterer Freiheitsgrad hinsichtlich der Führungsschiene für den Endlostrieb ergibt. Wesentlich ist hierbei lediglich, dass die Verformbarkeit sich in einem solchen Rahmen bewegt, dass die zuverlässige Führung der Blattfeder innerhalb der Führungsnut stets gewährleistet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

1 einen Endlostrieb mit einer Führungsschiene in schematischer Anwendungsdarstellung;

2 eine Führungsschiene in Seitenansicht und

3 eine Führungsschiene in Aufsicht.

1 zeigt einen Endlostrieb 1 in schematischer Anwendungsdarstellung. Dieser ist als Kettentrieb 2 ausgebildet, wie er beispielsweise im Motorbau vorkommt. Zwischen einer Antriebsrolle 3 und einer Umlenkrolle 4 ist einerseits ein Lasttrumm 5 mit einem Abtriebsrad 6 eines nicht dargestellten Nebenaggregates und auf der diesem abgewandten Seite ein Lostrumm 7 ausgebildet. Im Bereich des Lasttrumms 5 ist innerhalb des Endlostriebs 1 eine Führungsschiene 8 angeordnet, die eine Blattfeder 9 aufweist. Die Blattfeder 9 ist durch die konstruktive Gestaltung der Führungsschiene 8 (nämlich in einer bogenförmigen Ausbildung 10) gekrümmt, so dass eine dem Endlostrieb 1 von innen nach außen zugewandte Konvexseite 11 sowie eine dieser gegenüberliegende Konkavseite 12 der Blattfeder 9 ausgebildet wird. Die Konvexseite 11 der Blattfeder 9 ist der Innenseite 13 des Endlostriebs zugewandt. Durch die bogenförmige Ausbildung 10 auch der Blattfeder 9 wird der Endlostrieb 1 mit einer Federkraft F in Richtung des dargestellten Richtungspfeils belastet. Hierdurch wird eine Spannung des Endlostriebs 1 sowie durch die Wirkung der Federkraft der bogenförmigen Ausbildung 10 der Blattfeder 9 ein Abfangen von im Endlostrieb 1 auftauchenden Kraftspitzen bewirkt.

2 zeigt die Führungsschiene 8 in Seitenansicht. Die Führungsschiene 8 besteht hierbei aus einem Kunststoffelement 14, das aus einem elastischen Material 15 besteht. Die Elastizität des Materials ist hierbei insoweit beschränkt, als eine sichere Führung und Aufnahme der Blattfeder 9 sichergestellt bleiben muss, auch wenn das elastische Material 15 sich unter Krafteinwirkung geringfügig reversibel verformt. Das Kunststoffelement 14 hat eine im Wesentlichen länglich-flächige Ausgestaltung, wobei an einer Seitenfläche 16 des Kunststoffelements 14 eine Führungsnut 17 ausgebildet ist. In die Führungsnut 17 ist die Blattfeder 9 eingepasst, wobei die Länge der Blattfeder l1 kleiner ist als die Länge l2 der Führungsnut. Die Führungsnut 17 ist in der Form eines Bogens 18 ausgebildet, so dass die in sie eingelegte Blattfeder 9 ebenfalls eine bogenförmige Ausbildung 10 annimmt. Auf diese Weise wird eine Konvexseite 11 und, dieser an der Blattfeder gegenüberliegend, eine Konkavseite 12 ausgebildet. An der Konvexseite 11 der Blattfeder 9 ist eine Gleitfläche 19 ausgebildet, auf die der hier nicht dargestellte Endlostrieb in Anwendungslage aufgleitet. Die Führungsnut 17 weist im Bereich der Konkavseite 12abschnittsweise eine Verbreiterung 20 auf. Dies bedeutet, dass die Führungsnut 17 im Bereich eines Abschnitts 21 breiter ist, als dies durch die Stärke s der Blattfeder 9 zu deren Führung erforderlich wäre. Die Verbreiterung 20 der Führungsnut 17 im Abschnitt 21 bildet hierdurch eine Verbreiterungszone 22, in der die Blattfeder 9 auf der Konkavseite im Ruhezustand nicht von der Führungsnut 17 geführt ist. Bei Auftreten einer Kraftspitze K auf die Gleitfläche 19 der Blattfeder 9 kann demzufolge die Blattfeder 9 in die Verbreiterungszone 22 nachgeben. Dadurch, dass die Länge der Führungsnut l2 größer ist als die Länge der Blattfeder l1 und dadurch Führungsreserven 23, nämlich eine erste Führungsreserve 24 an dem einen Ende der Blattfeder 9 sowie im Bereich des diesem gegenüberliegenden anderen Endes der Blattfeder 9 eine zweite Führungsreserve 25 entstehen, kann die Blattfeder 9 bei Beaufschlagung mit einer Kraftspitze K durch zumindest zeitweilige Streckung und zumindest partielle Wiederannahme des gestreckten Zustandes dieser Kraftspitze K in die Verbreiterungszone 22 hinein einfedernd ausweichen. Die Verbreiterungszone 22 bildet damit eine Einfederungszone 26 aus. Die Verbreiterungszone 22 weist im Bereich der Konkavseite aber keine beliebig große, sondern eine vordefinierte, im Wesentlichen zur bogenförmigen Ausbildung 10 parallel laufende, um den Abstand a gegenüber der Führungsnut 17 verbreiterten Umfang auf. Eine Bodenseite 27 der Verbreiterungszone 22 ist demzufolge um den Abstand a gegenüber der Breite der Führungsnut b weiter von einer Oberseite der Führungsnut 28 beabstandet. Der Abstand a gibt daher vor, wie weit die Blattfeder 9 in die Einfederungszone 26 hinein einfedern kann. Die Bodenseite 27 der Verbreiterungszone 22 dient damit als eine Federwegbegrenzung 29 der Einfederungszone 26.

Die Führungsschiene 8 weist ferner Befestigungsvorrichtungen 30 auf, beispielsweise Bohrungen 31, mittels derer die Führungsschiene 8 in Anwendungslage fixiert werden kann, beispielsweise durch Anschrauben an einem nicht dargestellten Motorblock.

3 zeigt die Führungsschiene 8 in Aufsicht auf die Konvexseite 11 der Blattfeder 9. Die Konvexseite 11 der Blattfeder 9 bildet, zumindest abschnittsweise, die Gleitfläche 19 aus, auf die der nicht dargestellte Endlostrieb in Anwendungslage aufgleitet. Die Blattfeder 9 ist in dem Kunststoffelement 14 nur einseitig gelagert. Die Führungsnut 17 ist längsgestrichelt (in Aufsicht nicht sichtbar) dargestellt; die Führungsreserven 23, die in Aufsicht ebenfalls nicht sichtbar sind, sind jeweils endseitig schematisch dargestellt.

1
Endlostrieb
2
Kettentrieb
3
Antriebsrolle
4
Umlenkrolle
5
Lasttrumm
6
Abtriebsrad
7
Lostrumm
8
Führungsschiene
9
Blattfeder
10
bogenförmige Ausbildung
11
Konvexseite
12
Konkavseite
13
Innenseite
14
Kunststoffelement
15
elastisches Material
16
Seitenfläche
17
Führungsnut
18
Bogen
19
Gleitfläche
20
Verbreiterung
21
Abschnitt
22
Verbreiterungszone
23
Führungsreserve
24
erste Führungsreserve
25
zweite Führungsreserve
26
Einfederungszone
27
Bodenseite
28
Oberseite
29
Federwegbegrenzung
30
Befestigungsvorrichtung
31
Bohrungen
l1
Länge der Blattfeder
l2
Länge der Führungsnut
s
Stärke der Blattfeder
F
Federkraft
K
Kraftspitze
a
Abstand
b
Breite der Führungsnut


Anspruch[de]
Führungsschiene mit einer Gleitfläche, für einen Endlostrieb, insbesondere einen Kettentrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (8) ein Kunststoffelement (14) aufweist, dem eine Blattfeder (9) zugeordnet ist, deren eine Seite die Gleitfläche (19) ausbildet. Führungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffelement (14) eine Kunststoffschiene ist, die eine Führungsnut (17) für die Blattfeder (9) aufweist, wobei die Länge der Führungsnut (l2) größer als die Länge der Blattfeder (l1) ist. Führungsschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (9) durch die Führungsnut (17) eine bogenförmige Ausbildung (10) erfährt, wobei die Gleitfeder an der Außenseite der bogenförmigen Ausbildung (10) (Konvexseite) ausgebildet ist, und das Treibmittel mit einer Federkraft (F) beaufschlagt. Führungsschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnut (17) auf der Konkavseite (12) der Blattfeder (9) eine Verbreiterungszone (22) aufweist. Führungsschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbreiterungszone (22) eine Einfederungszone (26) ausbildet. Führungsschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfederungszone (26) eine Federwegbegrenzung (29) aufweist oder ausbildet. Führungsschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (9) einseitig in dem Kunststoffelement (14) gelagert ist. Führungsschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffelement (14) aus einem elastischen, reversibel verformbaren Material (15) besteht.






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