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Die Erfindung betrifft einen Zugmitteltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit einem Zugmittel, über das ein erstes Zugmitteltriebrad mit einem zweiten Zugmitteltriebrad wirkverbunden ist, wobei das erste Zugmitteltriebrad und das zweite Zugmitteltriebrad an einem Gehäuse gelagert sind, wobei zum Ausgleich von temperaturbedingten Abmessungsänderungen des Zugmittels und/oder des Gehäuses eine Führungsschiene für das Zugmittel vorgesehen ist, die um eine Drehachse drehbar an dem Gehäuse gelagert ist und beabstandet von der Drehachse über ein bezüglich der Führungsschiene oder des Gehäuses verlagerbares oder drehbares Verbindungselement an das Gehäuse angebunden ist, sodass bei unterschiedlichen Temperaturen der Führungsschiene und/oder des Gehäuses unterschiedliche Drehwinkelstellungen der Führungsschiene bezüglich der Drehachse vorliegen, wobei die Führungsschiene in wenigstens einer der Drehwinkelstellungen zumindest bereichsweise an dem Zugmittel anliegt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine.
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Der Zugmitteltrieb verfügt zumindest über das erste Zugmitteltriebrad, das zweite Zugmitteltriebrad sowie das Zugmittel, über welches die beiden Zugmitteltriebräder miteinander wirkverbunden sind. Der Zugmitteltrieb ist beispielsweise der Brennkraftmaschine zugeordnet beziehungsweise bildet einen Bestandteil von dieser. Die Brennkraftmaschine kann dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs dienen, also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Die Brennkraftmaschine verfügt über eine Kurbelwelle sowie eine Nockenwelle, wobei die Kurbelwelle zur Umwandlung einer linearen Bewegung von Kolben der Brennkraftmaschine in eine Drehbewegung dient.
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Zu diesem Zweck sind die Kolben mit der Kurbelwelle beziehungsweise mit Kurbelzapfen der Kurbelwelle wirkverbunden. Die Nockenwelle dient dagegen dem Ansteuern wenigstens eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine, vorzugsweise eines Einlassventils oder eines Auslassventils. Beispielsweise sind jedem der Zylinder wenigstens ein Einlassventil sowie wenigstens ein Auslassventil zugeordnet. Die Nockenwelle dient dem Ansteuern der Einlassventile und/oder der Auslassventile. Zu diesem Zweck ist sie mit der Kurbelwelle über den Zugmitteltrieb wirkverbunden.
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Unter dem Zugmitteltrieb kann beispielsweise ein kraftschlüssiger Zugmitteltrieb oder ein formschlüssiger Zugmitteltrieb verstanden werden. Ein kraftschlüssiger Zugmitteltrieb ist zum Beispiel ein Riementrieb, während unter dem formschlüssigen Zugmitteltrieb ein Kettentrieb oder ein Zahnriementrieb verstanden werden kann. Das Zugmittel kann insoweit in Form einer Kette vorliegen.
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Das erste Zugmitteltriebrad ist bevorzugt drehfesf und permanent mit der Kurbelwelle verbunden, während das zweite Zugmitteltriebrad drehfest und permanent mit der Nockenwelle verbunden ist. Beispielsweise sitzt das erste Zugmitteltriebrad unmittelbar auf der Kurbelwelle, während das zweite Zugmitteltriebrad unmittelbar auf der Nockenwelle sitzt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass in der Wirkverbindung zwischen dem zweiten Zugmitteltriebrad und der Nockenwelle ein Nockenwellensteller oder dergleichen vorgesehen ist.
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Die beiden Zugmitteltriebräder sind an dem Gehäuse gelagert, wobei das Gehäuse beispielsweise in Form eines Zylinderkurbelgehäuses der Brennkraftmaschine vorliegt. Weil bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine Wärme anfällt, verändert sich während des Betriebs die Temperatur der Brennkraftmaschine und mithin die Temperatur des Gehäuses. In Abhängigkeit von dem Material, aus welchem das Gehäuse besteht, können temperaturbedingte Abmessungsänderungen des Gehäuses auftreten. Diese führen insbesondere zu einer Veränderung des Abstands zwischen dem ersten Zugmitteltriebrad und dem zweiten Zugmitteltriebrad beziehungsweise einem Abstand zwischen einer Drehachse des ersten Zugmitteltriebrads und einer Drehachse des zweiten Zugmitteltriebrads.
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Zwar kann es gleichzeitig auch zu einer temperaturbedingten Abmessungsänderung des Zugmittels kommen, die Abmessungsänderungen des Gehäuses und des Zugmittels gleichen sich jedoch nicht üblicherweise aus. Entsprechend kann es zu einer Spannungsänderung des Zugmittels kommen, also beispielsweise zu einer Vergrößerung oder einer Verkleinerung der Spannung des Zugmittels. Die unterschiedlichen Abmessungsänderungen können zu einem Drehwinkelversatz zwischen dem ersten Zugmittelrad und dem zweiten Zugmittelrad führen, der wiederum einen Drehwinkelversatz zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle der Brennkraftmaschine zur Folge haben kann. Die temperaturbedingten Abmessungsänderungen können auch als Wärmeausdehnungen bezeichnet werden.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
US 4,573,952 A bekannt. Diese beschreibt eine Spannungseinrichtung zur Spannung eines Riemens.
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Eine Spannungseinrichtung zur Spannung eines Kettentriebs ist aus der Druckschrift
GB 797,650 A bekannt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Zugmitteltrieb für eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Zugmitteltrieben Vorteile aufweist, insbesondere auf einfache und kostengünstige Art und Weise einen Ausgleich von temperaturbedingten Abmessungsänderungen des Zugmittels und/oder des Gehäuses ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Zugmitteltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist grundsätzlich vorgesehen, dass zum Ausgleich von temperaturbedingten Abmessungsänderungen des Zugmittels und/oder des Gehäuses eine Führungsschiene für das Zugmittel vorgesehen ist, die um eine Drehachse drehbar an dem Gehäuse gelagert ist und beabstandet von der Drehachse über ein bezüglich der Führungsschiene oder des Gehäuses verlagerbares oder drehbares Verbindungselement an das Gehäuse angebunden ist, sodass bei unterschiedlichen Temperaturen der Führungsschiene und/oder des Gehäuses unterschiedliche Drehwinkelstellungen der Führungsschiene bezüglich der Drehachse vorliegen, wobei die Führungsschiene in wenigstens einer der Drehwinkelstellungen zumindest bereichsweise an dem Zugmittel anliegt. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verbindungselement ein an dem Gehäuse oder der Führungsschiene angeordneter Stift ist, der in einer schlitzförmigen, bezüglich einer Hauptwärmeausdehnungsrichtung der Führungsschiene angewinkelten Führungsausnehmung der Führungsschiene oder des Gehäuses verlagerbar gelagert ist.
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Unter den temperaturbedingten Abmessungsänderungen können sowohl eine Wärmeausdehnung als auch eine Wärmeschrumpfung verstanden werden. Die temperaturbedingten Abmessungsänderungen hängen von dem Ausdehnungskoeffizient des Zugmittels beziehungsweise dem Material, aus welchem das Zugmittel besteht, und/oder von dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Gehäuses beziehungsweise des Materials, aus welchem das Gehäuse besteht, ab.
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Um die temperaturbedingten Abmessungsänderungen des Zugmittels und/oder des Gehäuses auszugleichen, ist die Führungsschiene für das Zugmittel vorgesehen. Diese ist um die Drehachse drehbar an dem Gehäuse gelagert und kann entsprechend bezüglich der Drehachse unterschiedliche Drehwinkelstellungen einnehmen. In wenigstens einer der Drehwinkelstellungen liegt sie zumindest bereichsweise an dem Zugmittel an. Es kann vorgesehen sein, dass in einer ersten Drehwinkelstellung die Führungsschiene beabstandet von dem Zugmittel vorliegt, während sie in einer zweiten Drehwinkelstellung an ihm anliegt.
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Ebenfalls kann es vorgesehen sein, dass die Führungsschiene bereits in der ersten Drehwinkelstellung an dem Zugmittel anliegt und in der zweiten Drehwinkelstellung weiter auf das Zugmittel zu verlagert ist. Entsprechend bewirkt die Führungsschiene in der ersten Drehwinkelstellung eine erste Zugmittelspannung, während es in der zweiten Drehwinkelstellung eine zweite Zugmittelspannung bewirkt, die größer ist als die erste Zugmittelspannung. In wenigstens einer der Drehwinkelstellungen übt die Führungsschiene also die Funktion eines Zugmittelspanners aus.
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Die Führungsschiene ist derart an dem Gehäuse angeordnet, dass sie bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Drehwinkelstellungen bezüglich der Drehachse einnimmt. Um dies mit einem möglichst geringen Aufwand zu erzielen, ist die Führungsschiene beabstandet von der Drehachse über das Verbindungselement an das Gehäuse angebunden. Um eine statische Überbestimmung zu vermeiden, ist die Anbindung der Führungsschiene an das Gehäuse über das Verbindungselement nicht starr. Vielmehr ist das Verbindungselement bezüglich der Führungsschiene und/oder dem Gehäuse verlagerbar oder drehbar. Von Bedeutung ist dabei lediglich, dass die Anbindung über das Verbindungselement derart ausgestaltet ist, dass sich bei unterschiedlichen Temperaturen der Führungsschiene unterschiedliche Drehwinkelstellungen ergeben. Hierbei wird ausgenutzt, dass das Gehäuse und auch die Führungsschiene temperaturbedingten Abmessungsänderungen unterworfen sind, also in Abhängigkeit von ihrer Temperatur unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
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Der beschriebene Zugmitteltrieb hat den Vorteil, dass mit einfachen und im Wesentlichen wartungsfreien Mitteln die temperaturbedingten Abmessungsänderungen des Zugmittels und/oder des Gehäuses ausgeglichen werden können. Zusätzlich zu der Führungsschiene kann selbstverständlich wenigstens ein Zugmittelspanner vorgesehen sein, der die Spannung des Zugmittels im Wesentlichen konstant hält. Die Führungsschiene ist bevorzugt dazu vorgesehen, den Drehwinkelversatz zwischen dem ersten Zugmitteltriebrad und dem zweiten Zugmitteltriebrad bei bestimmten Temperaturen und/oder in einem bestimmten Temperaturbereich konstant oder zumindest nahezu konstant zu halten.
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Entsprechend ist die Anbindung der Führungsschiene an das Gehäuse über das Verbindungselement derart ausgestaltet, dass bei wenigstens zwei voneinander verschiedenen Temperaturen, bei welchen ohne die Führungsschiene unterschiedliche Drehwinkelversätze zwischen den Zugmitteltriebrädern vorliegen würden, gleiche oder zumindest nahezu gleiche Drehwinkelversätze realisiert sind.
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Im Rahmen der ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement ein an dem Gehäuse oder der Führungsschiene angeordneter Stift ist, der in einer schlitzförmigen, bezüglich einer Hauptwärmeausdehnungsrichtung der Führungsschiene angewinkelten Führungsausnehmung der Führungsschiene oder des Gehäuses verlagerbar gelagert ist. Das Drehen der Führungsschiene um ihre Drehachse wird durch das Zusammenwirken des Stifts mit der Führungsausnehmung erzielt. Beispielsweise ist dabei der Stift an dem Gehäuse angeordnet beziehungsweise befestigt, während die Führungsausnehmung in der Führungsschiene ausgebildet ist. Umgekehrt kann selbstverständlich der Stift an der Führungsschiene vorliegen beziehungsweise an ihr befestigt sein, insbesondere einstückig und/oder materialeinheitlich mit der Führungsschiene ausgebildet sein. In diesem Fall ist die Führungsausnehmung in dem Gehäuse ausgebildet.
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Der Stift wird in der Führungsausnehmung beziehungsweise von der Führungsausnehmung linear geführt. Entsprechend weist die Führungsausnehmung bezüglich ihrer Längsmittelachse eine Erstreckung in Längsrichtung auf, welche größer sind als die Abmessungen des Stifts in dieser Richtung. Gleichzeitig verfügt die Führungsausnehmung in Querrichtung über Abmessungen, welche denjenigen des Stifts entsprechen oder zumindest nahezu entsprechen, sodass der Stift vorzugsweise lediglich in Längsrichtung verlagerbar in der Führungsschiene vorliegt beziehungsweise von dieser gelagert ist.
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Die Führungsausnehmung beziehungsweise ihre Längsmittelachse ist bezüglich der Hauptwärmeausdehnungsrichtung der Führungsschiene angewinkelt. Unter der Hauptwärmeausdehnungsrichtung ist insbesondere diejenige Richtung zu verstehen, in welcher die Führungsschiene ihre größten Abmessungen aufweist. Die Hauptwärmeausdehnungsrichtung entspricht insoweit beispielsweise einer Längsmittelachse der Führungsschiene.
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Die Führungsausnehmung schließt mit der Hauptwärmeausdehnungsrichtung beziehungsweise einer zu dieser parallelen gedachten Geraden einen Winkel ein, der größer als 0° und kleiner als 180° ist. Der Winkel ist dabei derart gewählt, dass bei unterschiedlichen Temperaturen der Führungsschiene, also bei unterschiedlichen Wärmeausdehnungen der Führungsschiene, unterschiedliche Drehwinkelstellungen vorliegen. Insbesondere ist der Winkel derart gewählt, dass diese unterschiedlichen Drehwinkelstellungen derart sind, dass der Drehwinkelversatz zwischen dem ersten Zugmitteltriebrad und dem zweiten Zugmitteltriebrad bei wenigstens zwei der Temperaturen, insbesondere über den gesamten Temperaturbereich hinweg, gleich oder zumindest näherungsweise gleich bleibt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Führungsausnehmung rechteckig oder langlochförmig ist. Die Führungsausnehmung ist beispielsweise an den Stift formangepasst. Ist der Stift im Querschnitt rechteckig, so kann auch die Führungsausnehmung rechteckig sein. Ist der Stift dagegen im Querschnitt rund, so ist die Führungsausnehmung vorzugsweise langlochförmig beziehungsweise stadionförmig, weist also in Draufsicht zwei parallele gerade Begrenzungslinien auf, die endseitig über teilkreisförmige, insbesondere halbkreisförmige, Begrenzungslinien miteinander verbunden sind.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Längsmittelachse der Führungsausnehmung windschief bezüglich der Drehachse ist. Das bedeutet, dass die Längsmittelachse der Führungsausnehmung nicht die Drehachse, sondern allenfalls eine zu dieser parallele gedachte Gerade schneidet.
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Eine zweite Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Verbindungselement ein Exzenter ist, der einerseits an dem Gehäuse und andererseits an der Führungsschiene drehbar gelagert ist. Auch mithilfe des Exzenters können die unterschiedlichen Drehwinkelstellungen aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen der Führungsschiene erzielt werden. Der Exzenter ist sowohl an dem Gehäuse als auch an der Führungsschiene drehbar gelagert, wobei eine Drehachse des Exzenters an dem Gehäuse beabstandet, insbesondere parallel beabstandet, von einer Drehachse des Exzenters an der Führungsschiene vorliegt. Der Exzenter kann zum Beispiel eine Exzenterscheibe oder eine Exzenterschiene aufweisen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Exzenter eine Exzenterscheibe aufweist, die drehbar an dem Gehäuse oder der Führungsschiene und drehbar in einer Exzenterschienenaufnahme der Führungsschiene oder des Gehäuses gelagert ist. Die Exzenterscheibe ist im Querschnitt rund, weist also eine runde Außenumfangsfläche auf. Mit dieser ist sie in der Exzenterscheibenaufnahme drehbar gelagert, insbesondere um ihre Längsmittelachse drehbar gelagert.
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Die Exzenterscheibenaufnahme kann entweder in der Führungsschiene oder in dem Gehäuse vorliegen. Ist die Exzenterscheibenaufnahme in der Führungsschiene ausgebildet, so ist die Exzenterscheibe exzentrisch zu der Exzenterscheibenaufnahme drehbar an dem Gehäuse gelagert. Liegt die Exzenterscheibenaufnahme in dem Gehäuse vor, so ist die Exzenterscheibe exzentrisch zu der Exzenterscheibenaufnahme drehbar an der Führungsschiene gelagert. Eine derartige Ausgestaltung des Verbindungselements ist einfach und bevorzugt wartungsfrei oder zumindest nahezu wartungsfrei.
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Im Rahmen einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement eine Hebelanordnung mit einem ersten Hebel und einem zweiten Hebel ist, wobei der erste Hebel drehbar an dem Gehäuse und der zweite Hebel um eine erste Lagerachse drehbar an dem Gehäuse, um eine zweite Lagerachse drehbar an dem ersten Hebel und um eine dritte Lagerachse drehbar an der Führungsschiene gelagert ist. Eine solche Ausgestaltung des Verbindungselements ermöglicht eine Anpassung der auf das Verbindungselement ausgeübten Stellkraft. Der erste Hebel ist einerseits an dem Gehäuse und andererseits an dem zweiten Hebel drehbar gelagert, wobei die zweite Lagerachse, um welche die Hebel drehbar aneinander gelagert sind, von der Drehachse der Lagerung des ersten Hebels an dem Gehäuse beabstandet ist, insbesondere parallel beabstandet. Der erste Hebel greift nicht unmittelbar an der Führungsschiene an, sondern lediglich mittelbar über den zweiten Hebel. Der erste Hebel ist bevorzugt beabstandet von der Führungsschiene angeordnet.
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Die erste Lagerachse, die zweite Lagerachse und die dritte Lagerachse sind vorzugsweise voneinander beabstandet, insbesondere parallel beabstandet. Beispielsweise scheiden die Lagerachsen jeweils eine Gerade, insbesondere die Längsmittelachse des zweiten Hebels, liegen also auf dieser. Die Lagerachsen können äquidistant zueinander angeordnet sein, sodass also eine der Lagerachsen zu den beiden anderen Lagerachsen jeweils denselben Abstand aufweist. Bevorzugt liegt die zweite Lagerachse zwischen der ersten Lagerachse und der dritten Lagerachse. Sie kann jedoch auch auf der der dritten Lagerachse abgewandten Seite der ersten Lagerachse vorliegen. Grundsätzlich können die Lagerachsen jedoch beliebig angeordnet sein.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Führungsschiene aus einem Material besteht, das einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist als das Gehäuse. Insbesondere besteht die Führungsschiene aus Metall, beispielsweise aus Stahl. Beispielsweise liegt zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gehäuses und der Führungsschiene beziehungsweise des Materials der Führungsschiene ein Faktor von mindestens 1,25, mindestens 1,5, mindestens 1,75 oder mindestens 2.
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Dabei kann der Wärmeausdehnungskoeffizient der Führungsschiene beziehungsweise deren Material größer oder kleiner sein als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Gehäuses. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ergeben sich unterschiedliche temperaturbedingte Abmessungsänderungen des Gehäuses und der Führungsschiene, sodass eine Veränderung der Drehwinkelstellung der Führungsschiene auftritt.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Führungsschiene auf der Innenseite eines Zugtrums des Zugmittels angeordnet ist. Insoweit liegt die Führungsschiene beispielsweise zwischen dem ersten Zugmitteltriebrad und dem zweiten Zugmitteltriebrad vor, sodass es bei einem Anliegen an dem Zugmittel dieses von zumindest einem der Zugmitteltriebräder fortdrängt. Selbstverständlich kann alternativ die Führungsschiene auch auf der Außenseite des Zugtrums vorliegen.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Führungsschiene in wenigstens einer Drehwinkelstellung beabstandet, insbesondere parallel beabstandet, zu dem Zugtrum vorliegt. In der wenigstens einen Drehwinkelstellung liegt die Führungsschiene also nicht an dem Zugtrum beziehungsweise an dem Zugmittel an. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Führungsschiene, beispielsweise eine Längsmittelachse der Führungsschiene, oder eine dem Zugmittel zugewandte Führungsfläche der Führungsschiene in dieser Drehwinkelstellung parallel beabstandet zu dem Zugtrum beziehungsweise dem Zugmittel angeordnet ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine, mit einem Zugmitteltrieb, insbesondere einem Zugmitteltrieb gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei der Zugmitteltrieb ein Zugmittel aufweist, über das ein erstes Zugmitteltriebrad mit einem zweiten Zugmitteltriebrad wirkverbunden ist, wobei das erste Zugmitteltriebrad und das zweite Zugmitteltriebrad an einem Gehäuse gelagert sind,wobei zum Ausgleich von temperaturbedingten Abmessungsänderungen des Zugmittels und/oder des Gehäuses eine Führungsschiene für das Zugmittel vorgesehen ist, die um eine Drehachse drehbar an dem Gehäuse gelagert ist und beabstandet von der Drehachse über ein bezüglich der Führungsschiene verlagerbares oder drehbares Verbindungselement an das Gehäuse angebunden ist, sodass bei unterschiedlichen Temperaturen der Führungsschiene unterschiedliche Drehwinkelstellungen der Führungsschiene bezüglich der Drehachse vorliegen, wobei die Führungsschiene in wenigstens einer der Drehwinkelstellungen zumindest bereichsweise an dem Zugmittel anliegt.
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In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verbindungselement ein an dem Gehäuse oder der Führungsschiene angeordneter Stift ist, der in einer schlitzförmigen, bezüglich einer Hauptwärmeausdehnungsrichtung der Führungsschiene angewinkelten Führungsausnehmung der Führungsschiene oder des Gehäuses verlagerbar gelagert ist. Eine zweite Ausführungsform der Erfindung sieht hingegen vor, dass dasVerbindungselement ein Exzenter ist, der einerseits an dem Gehäuse und andererseits an der Führungsschiene drehbar gelagert ist. Eine dritte Ausführungsform der Erfindung sieht schließlich vor, dass das Verbindungselement eine Hebelanordnung mit einem ersten Hebel und einem zweiten Hebel ist, wobei der erste Hebel drehbar an dem Gehäuse und der zweite Hebel um eine erste Lagerachse drehbar an dem Gehäuse, um eine zweite Lagerachse drehbar an dem ersten Hebel und um eine dritte Lagerachse drehbar an der Führungsschiene gelagert ist.
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Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Zugmitteltriebs beziehungsweise der Brennkraftmaschine wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Brennkraftmaschine als auch der Zugmitteltrieb können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Brennkraftmaschine, nämlich eines Zugmitteltriebs mit einem ersten Zugmitteltriebrad sowie wenigstens einem zweiten Zugmitteltriebrad, in einer ersten Ausführungsform, sowie
- 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Zugmitteltriebs.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Brennkraftmaschine 1, nämlich eines Zugmitteltriebs 2 in einer ersten Ausführungsform. Der Zugmitteltrieb 2 verfügt über ein erstes Zugmitteltriebrad 3 sowie über wenigstens ein zweites Zugmitteltriebrad 4, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwei zweite Zugmitteltriebräder 4. Beispielsweise ist das erste Zugmitteltriebrad 3 einer Kurbelwelle 5 der Brennkraftmaschine 1 zugeordnet beziehungsweise mit dieser wirkverbunden. Analog hierzu kann das zweite Zugmitteltriebrad 4 einer Nockenwelle 6 zugeordnet beziehungsweise mit ihr wirkverbunden sein.
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Beispielsweise sitzen die Zugmitteltriebräder 3 und 4 unmittelbar auf der Kurbelwelle 5 beziehungsweise der Nockenwelle 6. Liegen mehrere Nockenwellen 6 vor, so kann eine der Nockenwellen 6 als Einlassnockenwelle und eine andere der Nockenwellen 6 als Auslassnockenwelle ausgestaltet sein. Die Zugmitteltriebräder 3 und 4 sind über ein Zugmittel 7 miteinander wirkverbunden. Das Zugmittel 7 umschlingt dabei die Zugmitteltriebräder 3 und 4, wobei es die Zugmitteltriebräder 3 und 4 jeweils bereichsweise umgreift.
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Eine Drehrichtung des ersten Zugmitteltriebrads 3 ist durch den Pfeil 8 angedeutet. Entsprechend liegt wenigstens ein Teilbereich des Zugmittels 7 als Zugtrum 9 vor, während ein weiterer Abschnitt als Leertrum 10 vorliegt. Beispielsweise dem Leertrum 10 ist nun ein Zugmittelspanner 11 zugeordnet, welcher derart auf das Zugmittel 7 einwirkt, dass dessen Spannung gleich oder zumindest näherungsweise gleich bleibt. Das Zugmittel 7 ist beispielsweise als Kette ausgeführt.
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Die Zugmitteltriebräder 3 und 4 sind an einem hier lediglich angedeuteten Gehäuse 12 drehbar gelagert. Das Gehäuse 12 ist beispielsweise ein Zylinderkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine 1. Weil während eines Betriebs der Brennkraftmaschine 1 Wärme anfällt, kann es zu einer temperaturbedingten Abmessungsänderung des Gehäuses 12 kommen. Das bedeutet jedoch, dass sich auch der Abstand zwischen den Zugmitteltriebrädern 3 und 4 verändert. Zusätzlich oder alternativ kann selbstverständlich auch eine temperaturbedingte Abmessungsänderung des Zugmittels 7 auftreten.
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Zum Ausgleich dieser temperaturbedingten Abmessungsänderungen des Zugmittels 7 und/oder des Gehäuses 12 ist eine Führungsschiene 13 für das Zugmittel 7 vorgesehen. Diese ist um eine Drehachse 14 drehbar an dem Gehäuse 12 gelagert. Beabstandet von der Drehachse 14 ist die Führungsschiene 13 über ein Verbindungselement 15 an das Gehäuse 12 angebunden. Die Führungsschiene 15 ist beispielsweise bezüglich der Führungsschiene 13 oder des Gehäuses 12 verlagerbar oder drehbar. Die Anbindung der Führungsschiene 13 an das Gehäuse 12 über das Verbindungselement 15 ist derart ausgeführt, dass bei unterschiedlichen Temperaturen der Führungsschiene 13 und/oder des Gehäuses 12 unterschiedliche Drehwinkelstellungen der Führungsschiene 13 bezüglich der Drehachse 14 vorliegen. In wenigstens einer dieser Drehwinkelstellungen soll die Führungsschiene 13 an dem Zugmittel 7 anliegen.
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In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegt das Verbindungselement 15 als Stift vor, der an dem Gehäuse 12 angeordnet beziehungsweise an diesem befestigt ist. Das Verbindungselement 15 ist in einer Führungsausnehmung 16 der Führungsschiene 13 längsverschieblich gelagert. Hierzu ist die Führungsausnehmung 16 schlitzförmig ausgestaltet. Um aufgrund der temperaturbedingten Abmessungsänderungen des Gehäuses 12 und/oder der Führungsschiene 13 die unterschiedlichen Drehwinkelstellungen der Führungsschiene 13 zu erzielen, ist die Führungsausnehmung 16 bezüglich einer Hauptwärmeausdehnungsrichtung der Führungsschiene 13, welche hier durch den Pfeil 17 angedeutet ist, angewinkelt. Das bedeutet insbesondere, dass eine Längsmittelachse 18 der Führungsausnehmung 16 mit der Hauptwärmeausdehnungsrichtung, also dem Pfeil 17, einen Winkel einschließt, der größer ist als 0° und kleiner als 180°. Zudem ist die Längsmittelachse 18 bevorzugt windschief mit der Drehachse 14 angeordnet, schneidet diese also nicht.
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Die Führungsschiene 13 besteht aus einem Material, das einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist als das Material des Gehäuses 12. Bevorzugt besteht die Führungsschiene 13 aus Stahl oder einer Stahllegierung und das Gehäuse aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Durch geeignete Wahl des Winkels zwischen der Längsmittelachse 18 und der Hauptwärmeausdehnungsrichtung der Führungsschiene 13 können insoweit bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Drehwinkelstellungen der Führungsschiene 13 erzielt werden, welche insbesondere derart ausgelegt sind, dass ein zwischen dem ersten Zugmitteltriebrad 3 und dem zweiten Zugmitteltriebrad 4 vorliegender Drehwinkelversatz bei wenigstens einigen der unterschiedlichen Temperaturen, insbesondere über einen Temperaturbereich durchgehend, konstant bleibt. Unter dem Drehwinkelversatz ist die Differenz zwischen der Drehwinkelstellung des ersten Zugmitteltriebrads 3 und der Drehwinkelstellung des zweiten Zugmitteltriebrads 4 zu verstehen.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Zugmitteltriebs 2. Grundsätzlich wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen und lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Diese liegen darin, dass das Verbindungselement 15 nicht als Stift vorliegt, sondern in Form einer Hebelanordnung 19. Diese weist einen ersten Hebel 20 und einen zweiten Hebel 20 auf. Der erste Hebel 20 ist einerseits drehbar an dem Gehäuse 12 und andererseits an dem zweiten Hebel 21 drehbar gelagert. Der zweite Hebel 21 ist zudem an dem Gehäuse 12 sowie der Führungsschiene 13 drehbar gelagert. Dabei ist er um eine erste Lagerachse 22 an dem Gehäuse12, um eine zweite Lagerachse 23 an dem ersten Hebel 20 und um eine dritte Lagerachse 24 an der Führungsschiene 13 drehbar gelagert. Die Lagerachsen 22, 23 und 24 liegen bevorzugt auf einer Geraden beziehungsweise schneiden diese jeweils senkrecht. Bevorzugt sind die beiden Hebel 20 und 21 beabstandet voneinander an dem Gehäuse 12 gelagert.
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Eine derartige Ausgestaltung erlaubt eine feine Abstimmung der Stellkraft, die auf die Führungsschiene 13 wirkt. Eine solche Abstimmung wird insbesondere durch eine geeignete Wahl der Längen der Hebel 20 und 21 und/oder der Anordnung und/oder der Abstände der Lagerachsen 22, 23 und 24 durchgeführt. Beispielsweise ist die zweite Lagerachse 23 zwischen den Lagerachsen 22 und 24 angeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der Drehachse, um die der erste Hebel 20 an dem Gehäuse 12 gelagert ist, und der zweiten Lagerachse 23 größer ist als der Abstand zwischen der ersten Lagerachse 22 und der dritten Lagerachse 24, insbesondere um einen Faktor von mindestens 1,25, mindestens 1,5, mindestens 1,75, mindestens 2, mindestens 3, mindestens 4 oder mindestens 5.
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Beispielsweise ist der Abstand zwischen den Lagerachsen 22 und 24 zudem kleiner als der Abstand zwischen der Drehachse 14 und der Lagerachse 23. Es kann insoweit vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der Drehachse 14 und der Lagerachse 23 dem Abstand zwischen der Drehachse, um die der erste Hebel 20 an dem Gehäuse 12 gelagert ist, und der zweiten Lagerachse 23 entspricht. Er kann jedoch auch größer oder kleiner sein.
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Die Führungsschiene 13 kann bei einer derartigen Ausführungsform aus einem Material bestehen, das denselben Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist wie das Material des Gehäuses 12, insbesondere bestehen Führungsschiene 13 und Gehäuse 12 aus demselben Material. In diesem Fall ist das Material des ersten Hebels 20 und/oder des zweiten Hebels 21 beziehungsweise dessen Wärmeausdehnungskoeffizient derart gewählt, dass die Führungsschiene 13 bei unterschiedlichen Temperaturen in den unterschiedlichen Drehwinkelstellungen vorliegt. Selbstverständlich kann zusätzlich oder alternativ auch die Führungsschiene beziehungsweise das Material, aus welchem sie besteht, einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, der von dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials des Gehäuses 12 abweicht. Beispielsweise bestehen die Führungsschiene 13 und die Hebel 20 und 21 aus demselben Material, das von dem Material des Gehäuses 12 verschieden ist.