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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, insbesondere
eine Steuerkette eines Verbrennungsmotors, mit einem Spannkolben, der
in einer Kolbenbohrung einer Kolbenaufnahme axial beweglich geführt
ist und einer Nachstelleinrichtung zum Nachstellen des Spannkolbens
bei einer beispielsweise verschleißbedingten Verlagerung
des Arbeitsbereichs des Kolbens.
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Einfache
Spannvorrichtungen sind weit verbreitet und werden insbesondere
als Kettenspanner in Steuerkettentrieben von Verbrennungsmotoren eingesetzt.
Sie umfassen in aller Regel ein Gehäuse, in dem ein mittels
einer Druckfeder vorgespannter hohlzylindrischer Spannkolben angeordnet
ist. Zwischen dem Spannkolben und der Kolbenbohrung in dem Gehäuse
bildet sich ein Druckraum aus, der zur Dämpfung der Einfahrbewegung
des Spannkolbens mit einem Hydraulikmittel gefüllt sein
kann und in dem üblicherweise auch die Druckfeder angeordnet ist.
Der Druckraum steht über ein Rückschlagventil mit
einem Hydraulikkreislauf, z. B. dem Motorölkreis des Verbrennungsmotors,
in Verbindung. Über eine Drosselöffnung in der
Stirnseite des Spannkolbens oder entsprechend Leckspalte zwischen
dem Kolben und dem Gehäuse kann das Hydraulikmittel wieder aus
dem Druckraum entweichen. Solche Spannvorrichtungen sind üblicherweise
im Leertrum des Kettentriebs angeordnet, da dort während
des normalen Betriebs nur geringere Spannkräfte auftreten,
so dass die Druckfeder auch nur entsprechend dieser geringeren Spannkräfte
ausgelegt sein muss, um eine ausreichende Vorspannung auf den Spannkolben
aufzuprägen.
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Oftmals
umfassen solche Spannvorrichtungen eine Nachstelleinrichtung, die
das Nachstellen des Spannkolbens relativ zum Gehäuse bei
einer verschleißbedingten oder anders verursachten Verlagerung
des Arbeitsbereich des Kolbens bewirken, um so bei einem Verbrennungsmotor
ein Startklappern oder ein Kettenüberspringen der Steuerkette
zu verhindern. Dazu wird herkömmlicher Weise ein Bereich
des Spannkolbens mit einer seitlichen Verzahnung versehen, die mit
einem Ratschenelement zusammenwirken. Das vorgespannte Ratschenelement ermöglicht
ein Durchrutschen des Spannkolbens in der Druckrichtung der Druckfeder
und verhindert gleichzeitig bei relativ harten und kräftigen
Schwingungsstößen ein zu weites Einfahren des
Spannkolbens in die Kolbenbohrung des Gehäuses. Dabei greift
das Ratschenelement in einfachen Ausführungen durch eine Öffnung
in dem Gehäuse in die Verzahnung ein, wobei das Ratschenelement
in der Öff nung axial bewegbar ist, so dass sich der Spannkolben
in einem Arbeitsbereich axial frei bewegen kann. Eine derartige
Spannvorrichtung ist aus der
DE 100 14 700 A1 bekannt, bei der der federvorgespannte Kolben
zwei im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnete Ratschenabschnitte
umfasst, die durch entsprechende Öffnungen im Gehäuse
in die Segelzahnprofilierung des Ratschenelements eingreifen.
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Eine ähnliche
Spannvorrichtung ist auch aus der
DE 36 36 918 A1 bekannt. Bei der ersten Inbetriebnahme
der Spannvorrichtung schnappt ein auf dem Spannkolben angeordneter
Arretierring in eine erste Raststellung in der Innenwandung des
Spannergehäuses ein. Wenn die Dämpfung des Hydraulikmittels
im Druckraum nicht ausreicht, um den Kolben bei einer großen
Einfahrbewegung zum Stillstand zu bringen, z. B. bei der Inbetriebnahme
nach einem Stillstand oder starken Schwingungsschlägen, trifft
der Arretierring auf eine Anschlagkante des Kolbens, wodurch die
Einfahrbewegung des Kolbens in die Kolbenbohrung hinein begrenzt
wird. Reicht bei einem Verschleiß des Antriebsmittels die
Anfangstellung des Arretierrings nicht mehr aus, um einen ausreichenden
Arbeitsbereich des Spannkolbens zu begrenzen, dann wird der Arretierring
durch eine zweite Anschlagkante in der Außenwandung des
Kolbens in die nächste Raststellung des Spannergehäuses
gedrückt, wodurch sich der Arbeitsbereich des Spannkolbens
in Druckrichtung verschiebt.
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Darüber
hinaus gibt es auch Spannvorrichtung mit Blockiereinrichtung, die
dafür sorgen, dass bei einem nicht ausreichenden Druck
im Hydraulikkreislauf, z. B. beim Abschalten und Starten des Motors,
eine Verriegelungswirkung eintritt und der Spannkolben so nicht
mehr in die Kolbenbohrung einrücken kann. Die Druckschrift
EP 657 662 A2 beschreibt
eine derartige Spannvorrichtung mit einem Spannkolben, der an seinem
Außenumfang mehrere Rastnuten aufweist, in die ein federbelasteter
Rastkolben eingreift. Die Vorderfläche des Rastkolbens ist
angeschrägt und kann mit dem Druck des Hydraulikmittels
beaufschlagt werden, wodurch der Rastkolben außer Eingriff
gebracht wird. In der Blockierstellung des Rastkolbens wird durch
die Spannvorrichtung eine bestimmte Vorspannung auch während
des Motorstillstands aufrecht erhalten, die bei jeder erneuten Inbetriebnahme
der Spannvorrichtung vorhanden ist, unabhängig von dem
Druck im Druckraum oder im Hydraulikkreislauf. Sobald sich im Hydraulikkreislauf
und damit auch im Druckraum ein ausreichender Druck aufgebaut hat,
setzt der Hydraulikdruck die Blockiereinrichtung außer
Kraft und der Spannkolben arbeitet wieder in herkömmlicher Weise.
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Spannvorrichtung
mit Ratschenelementen oder Arretierringen zum Nachstellen der verschleißbedingten
Verlagerung des Arbeitsbereichs des Kolbens sowie zur Begrenzung
der Einfahrbewegung des Spannkolbens sind gerade in Verbrennungsmotoren
weit verbreitet und haben sich im Einsatz gut bewährt.
Dabei ist durch die Rasterung nur ein Nachstellen des Arbeitsbereichs
in verhältnismäßig großen Schritten
möglich, wobei sich durch die Begrenzung der Einfahrbewegung
des Spannkolbens durch die Nachstelleinrichtung der tatsächlich
verfügbare Arbeitsbereich des Spannkolbens nach Erreichen der
nächsten Nachstellstufe langsam bis zum nächsten
Weiterrutschen verkleinert, so dass der Spannkolben häufiger
an dem Anschlag zur Begrenzung der Einfahrbewegung anschlägt.
Darüber hinaus sind die entsprechenden Konstruktionen der
Nachstelleinrichtungen relativ kompliziert aufgebaut, und montageunfreundlich,
da die Nachstelleinrichtungen erst nach dem Einbau der Spannvorrichtung
in Funktion gesetzt werden können. Daher müssen
die Nachstelleinrichtungen, die sich üblicherweise aus
einer ganzen Reihe von Bauteilen zusammensetzen, oftmals in einer
komplexen Weise montiert und in einer sicheren Transport- und/oder
Montagestellung arretiert werden.
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Angesichts
der Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Spannvorrichtungen
ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Spannvorrichtung mit einer Nachstelleinrichtung bereitzustellen,
die die aufgeführten Nachteile vermeidet oder reduziert.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Nachstelleinrichtung ein hydraulisch gestütztes
Nachstellelement und eine am Boden der Kolbenbohrung angeordnete
verschließbare Druckkammer aufweist, wobei das Nachstellelement
die Druckkammer gegen die restliche Kolbenbohrung abgrenzt und axial
verschiebbar in der Kolbenbohrung geführt ist. Eine derartige
Nachstelleinrichtung ermöglicht trotz eines stufenlosen
Nachstellens des Spannkolbens bei einer verschleißbedingten
Verlagerung des Arbeitsbereichs des Kolbens einen einfachen Aufbau
der Nachstelleinrichtung. Sobald sich der Spannkolben in der Kolbenbohrung über
den jeweiligen Arbeitsbereich des Kolbens hinaus in Spannrichtung
bewegt, kann dabei gleichzeitig eine gekoppelte Bewegung des Nachstellelements erfolgen,
so dass sich das Nachstellelement axial in der Kolbenbohrung verschiebt.
Die Funktion der Nachstelleinrichtung wird dabei mittels einer inkompressiblen
Hydraulikmittelsäule realisiert, so dass das in die Druckkammer
bei einer Bewegung des Nachstellelements einströmende Hydraulikmittel
eine entgegengesetzte Einfahrbewegung verhindert. Durch die stufenlose
Nachstellung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
werden die beim Nachstellen sonst üblichen Rasterungen vermieden,
so dass die Größe des Arbeitsbereichs des Spannkolbens
unabhängig von der Position des Kolbens zur Nachstelleinrichtung
bleibt. Bei dieser Spannvorrichtung ist trotz oder wegen der neuartigen
Nachstelleinrichtung die Funktion der Dämpfung wie bei
dem heutigen Stand der Technik üblich innerhalb eines begrenzten Weges
frei einstellbar.
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Eine
einfache Ausbildung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
sieht vor, dass das Nachstellelement den Spannkolben bei einer Einfahrbewegung
in die Kolbenbohrung abstützt. Die Abstützung
des Spannkolbens über das Nachstellelement ermöglicht
eine einfache konstruktive Lösung zur direkten oder indirekten Übertragung
der Kraft vom Spannkolben auf das Gehäuse der Spannvorrichtung.
Dabei stützt das Nachstellelement den Spannkolben bevorzugt
nicht direkt ab, sondern über eine Druckfeder und/oder
eine Hydrauliksäule. Das Nachstellelement nimmt dadurch
die vom Spannkolben beim Einfahren des Kolbens aufgeprägte
Kraft, bzw. die Abstützkraft beim Ausfahren des Kolbens,
auf und gibt diese Kraft über die Druckkammer weiter.
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Eine
Variante der Erfindung sieht vor, dass ein Rückschlagventil
vorgesehen ist, das die verschließbare Druckkammer mit
einem Hydrauliksystem verbindet und die Druckkammer gegenüber
dem Hydrauliksystem verschließt. Das Rückschlagventil ermöglicht
eine sichere Verbindung zwischen dem Hydrauliksystem und der Druckkammer
und ermöglicht es beispielsweise auch bei einer im Stillstand
eines Verbrennungsmotors nicht vorhandenen Versorgung mit unter
Druck stehendem Hydraulikmittel die Druckkammer geschlossen zu halten
und damit die Nachstellposition des Kolbens festzuhalten. Dabei kann
das Rückschlagventil als Plattenrückschlagventil
ausgebildet sein. Durch die geringe Bauhöhe eines Plattenrückschlagventils
ist eine besonders kompakte Bauweise der Spannvorrichtung möglich.
Für eine einfache Positionierung und Montage des Rückschlagventils
kann am Boden der Kolbenbohrung ein Sitz zur Aufnahme des Rückschlagventils
vorgesehen sein.
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Eine
zweckmäßige Ausführungsform sieht vor,
dass zwischen dem Nachstellelement und der Innenwandung der Kolbenbohrung
ein Dichtungselement vorgesehen ist, bevorzugt ein in einer Nut
in der Außenwandung des Nachstellelements angeordneter
Dichtungsring. Ein solches Dichtungselement verhindert eine Leckage
des Hydraulikmittels aus der Druckkammer. Dadurch wird insbesondere
auch bei längeren Stillstandszeiten das Hydraulikmittel
ohne ein Nachströmen aus dem angeschlossenen Hydrauliksystem
gehalten, wobei nicht nur das Volumen sondern auch der Druck des
Hydraulikmittels im Wesentlichen konstant bleiben. Um eine effektive Spannfunktion
mit einer ausreichenden Spannkraft des Kolbens bereitzustellen,
kann zwischen dem Nachstellelement und dem Spannkolben ein Federelement,
bevorzugt eine Druckfeder, vorgesehen sein. Die Druckfeder ermöglicht
eine sichere Kraftübertragung vom Spannkolben auf das Nachstellelement von
dort via der Druckkammer auch auf das Gehäuse der Spannvorrichtung.
Alternativ kann die Spannvorrichtung auch nur eine Hydraulikölsäule
zwischen Spannkolben und Nachstellelement aufweisen.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das Nachstellelement und
der Spannkolben axial relativ zueinander beweglich miteinander verbunden
sind. Der relative Weg, der sich dadurch zwischen dem Nachstellelement
und dem Spannkolben ergibt, definiert den Arbeitsbereich des Spannkolbens,
der sich ohne ein Nachstellen des Kolbens ergibt. So wird eine optimale
Funktion der Spannvorrichtung unabhängig von der Lage der
Nachstelleinrichtung ermöglicht. Auch kann das Nachstellelement gleichzeitig
als Anschlag für den Spannkolben bei einer unerwünscht
starken Einfahrbewegung des Kolbens dienen. Sobald sich der Spannkolben
weiter über den durch den relativen Weg definierte Arbeitsbereich
hinaus aus der Kolbenbohrung herausbewegt, zieht der Kolben auch
das Nachstellelement in Druckrichtung mit, so dass sich der Arbeitsbereich des
Spannkolbens relativ zur Kolbenbohrung neu definiert. Wenn sich
das Nachstellelement in der Kolbenbohrung in Druckrichtung verschiebt,
vergrößert sich gleichzeitig die Druckkammer zwischen
dem Boden der Kolbenbohrung und dem Nachstellelement. In das vergrößerte
Volumen der Druckkammer strömt das Hydraulikmittel nach,
um die Lage des Nachstellelements auch bei einer starken Einfahrbewegung des
Kolbens zu fixieren.
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Für
eine einfache Montage des Nachstellelements und des Spannkolbens
kann ein Außenring des Nachstellelements am dem Spannkolben
zugewandten Ende ein Rastelement, bevorzugt ein oder mehrere abgeschrägte
Rastköpfe, aufweisen, das hinter ein an dem Rastelement
zugewandten Ende des hohlzylindrischen Spannkolbens angeordnetes Rastelement,
bevorzugt ein oder mehrere abgeschrägte Rastköpfe,
eingreifen. Die Ausbildung des Nachstellelements und/oder des Spannkolbens
mit radial flexiblen Rastelementen mit einander zugewandten Rastköpfen
ermöglicht eine einfachste Montage des Nachstellelements
vor dem Einbau des Kolbens durch ein simples Draufklippsen und ermöglicht trotzdem
eine auf Dauer sichere Begrenzung des Arbeitswegs des Kolbens sowie
durch ein Verhaken der Rastköpfe miteinander ein einfaches
Nachziehen des Nachstellelements in Druckrichtung.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Kolbenaufnahme
als Spannergehäuse ausgebildet ist und der Druckraum in
der Kolbenbohrung zwischen dem Spannkolben und dem Nachstellelement
zur Dämpfung der Einfahrbewegung des Spannkolbens mit einem
Hydraulikmittel gefüllt ist. Dies ermöglicht eine
einfache Konstruktion einer Spannvorrichtung mit wenigen Bauteilen
und einer trotz Allem sicheren Funktion. Dabei kann die erfindungsgemäße
Spannvorrichtung im Besonderen als Einschraubkettenspanner ausgebildet
sein, der sich durch seine kompakte Bauweise optimal für
die Umsetzung der erfindungsgemäßen Lösung
eignet. Bei einem Einschraubkettenspanner sind das Einschraubgewinde,
der Anschlag und die Dichtung integraler Bestandteil des Spannergehäuses
und ermöglichen trotz einer geringen Bauteileanzahl eine einfache
Endmontage.
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Eine
alternative Ausbildung sieht vor, dass die Kolbenaufnahme als Dämpfungskolben
ausgebildet ist und der Dämpfungskolben axial beweglich
in einer Bohrung in einem Spannergehäuse geführt
ist. Diese besondere Konstruktion ermöglicht die Trennung
der Dämpfungsfunktion von der Nachstelleinrichtung und
damit eine feinere Justierung zwischen einem unter der Vorspannung
der Druckfeder definierten Arbeitsweg des Kolbens und einem Einsetzen
der Dämpfung des Kolbens. Zum Ausbilden eines ausreichenden
Volumens für das Hydraulikmittel kann zwischen dem hohlzylindrischen
Dämpfungskolben und der Bohrung in dem Spannergehäuse
ein Dämpfungsdruckraum vorgesehen sein, der zum Dämpfen
der Einfahrbewegung des Spannkolbens mit einem Hydraulikmittel gefüllt
ist.
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Günstigerweise
kann zur Verbesserung des Dämpfungsverhaltens zwischen
dem Dämpfungskolben und der Bohrung in dem Spannergehäuse
eine Dämpfungsdruckfeder vorgesehen sein. Weiter ist es von
Vorteil, wenn ein Rückschlagventil, bevorzugt ein Kugelrückschlagventil,
vorgesehen ist, das den Dämpfungsdruckraum mit dem Hydrauliksystem
verbindet. Dieses Rückschlagventil ermöglicht
eine Sicherung des hydraulischen Drucks im Dämpfungsdruckraum,
so dass auch beim Absinken des Drucks im Hydrauliksystem oder nach
einem Stillstand des zugehörigen Verbrennungsmotors genügend
Hydraulikmittel mit einem ausreichenden Druck für die Dämpfung
der Spannvorrichtung im Dämpfungsdruckraum vorhanden ist.
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Eine
zweckmäßige Ausbildung sieht vor, dass im Dämpfungskolben
eine Hydraulikmittelkammer vorgesehen ist, die sowohl mit dem Rückschlagventil
zum Dämpfungsdruckraum als auch mit einem Rückschlagventil
zur verschließbaren Druckkammer der Nach stelleinrichtung
verbunden ist. Über eine solche Hydraulikmittelkammer können
der Dämpfungsdruckraum und die Druckkammer gleichzeitig über
ein Vorratsvolumen und entsprechend über einen einzelnen
Anschluss an das Hydrauliksystem mit Hydraulikmittel versorgt werden.
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Da
die Dämpfungsfunktion der Spannvorrichtung bei einer als
Dämpfungskolben ausgebildeten Kolbenaufnahme durch den
Dämpfungskolben bzw. den Dämpfungsdruckraum zwischen
Spannergehäuse und Dämpfungskolben erfolgt, kann
für eine einfache Konstruktion der Spannvorrichtung der Druckraum
zwischen dem Spannkolben und dem Nachstellelement mit Luft gefüllt
sein, so dass hier keine zusätzlichen Versorgungseinrichtungen
für Hydraulikmittel vorgesehen werden müssen.
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Im
Folgenden wird der Aufbau und die Funktion der erfindungsgemäßen
Spannvorrichtungen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
anhand von verschiedenen Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäße
Spannvorrichtung mit einer Nachstelleinrichtung;
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2 die
Spannvorrichtung aus 1 mit einem nachgestellten Spannkolben;
und
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3 eine
Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Spannvorrichtung mit Nachstelleinrichtung.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 für
den Steuerkettentrieb eines Verbrennungsmotors mit einem hohlzylindrischen
Gehäuse 2, in dem ein ebenfalls hohlzylindrischer Spannkolben 3 längsbeweglich
zur Achse A in der Kolbenbohrung 4 des Gehäuses 2 geführt
ist. Das Spannergehäuse 2 und der Spannkolben 3 bilden
gemeinsam einen Druckraum 5 aus, der über eine Ölzulaufbohrung 6 durch
das Gehäuse 2, einen Ölringkanal 7 zwischen
der Innenwandung der Kolbenbohrung 4 des Gehäuses 2 und
der Außenwandung des Spannkolbens 3 sowie durch
eine Öleinlassbohrung 8 in dem hohlzylindrischen
Spannkolben 3 mit einem Hydraulikmittel, üblicherweise
dem Motoröl aus dem Ölkreislauf des Verbrennungsmotors,
versorgt wird. Der Spannkolben 3 ist mit einer im Druckraum 5 angeordneten,
schraubenförmigen Druckfeder 9 (schematisch dargestellt)
in axialer Richtung vorgespannt und drückt den Spannkolben 3 in
Richtung der Achse A gegen die Steuerkette (nicht gezeigt) eines
Verbrennungsmotors. Dabei ist im hohlzylindrischen Spannkolben 3 weiter
ein pilzförmiger Hohlkörper 10 angeordnet, der
das Volumen des Druckraums 5 reduziert und gleichzeitig
die Druckfeder 9 führt und mit seinem Kopf 11 eine
Entlüftungsbohrung 12 in der spannseitigen Stirnseite 13 des
Spannkolbens 3 gegenüber dem mit Hydraulikmittel
gefüllten Druckraum 5 gedrosselt abdichtet. Dazu
wird der Kopf 11 des Hohlkörpers 10 mittels
der Druckfeder 9 gegen das innere stirnseitige Ende der
Stirnseite 13 des Spannkolbens 3 gedrückt.
Das Gehäuse 2 weist weiter an seinem Außenumfang
einen Gewindeabschnitt 14 und an dem, dem Spannkolben 3 abgewandten
Fußbereich des Gehäuses 2 einen Flansch 15 auf.
Mittels des Gewindeabschnitts 14 kann die als Einschraubspanner
ausgebildete Spannvorrichtung 1 im Motorblock eines Verbrennungsmotors
montiert werden, wobei der Flansch 15 das Einschrauben
der Spannvorrichtung 1 begrenzt und die am Flansch 15 vorgesehene
Dichtung 16 die Spannvorrichtung 1 gegenüber
dem Motorblock abdichtet. Alternativ kann die Spannvorrichtung 1 auch
als eine Flansch-Spannvorrichtung und das Gehäuse 2 als Flanschgehäuse
ausgebildet sein.
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In
der Kolbenbohrung 4 des Gehäuses 2 ist weiter
die Nachstelleinrichtung 17 mit einem kappenartigen Nachstellelement 18 und
einem Rückschlagventil 19 vorgesehen. Dabei stützt
sich die Druckfeder 9 am Nachstellelement 18 ab,
wobei auf der dem Spannkolben 3 zugewandten Seite des Nachstellelements 18 ein
mittig angeordneter Zapfen 20 zum Führen der Druckfeder 9 vorgesehen
ist. Weiter weist das Nachstellelement 18 auf der dem Spannkolben 3 zugewandten
Seite einen in Richtung der Achse A vorstehenden Ring 21 auf,
der an seinem Ende mit einem nach innen weisenden Rastkopf 22 ausgebildet
ist, wobei der Ring 21 radial bewegbar ist, zumindest nach
außen. Zwischen der Außenwandung des Nachstellelements 18 und
der Kolbenbohrung 4 ist ein Dichtungsring 23 vorgesehen.
An dem dem Spannkopf 13 abgewandten Ende des Spannkolbens 3 ist
mindestens ein oder auch mehrere radial nach außen vorspringende
Rastköpfe 24 vorgesehen, die mit den Rastköpfen 22 am
Ring 21 des Nachstellelements 18 zusammenwirken,
bzw. diese hintergreifen, so dass das Nachstellelement 18 und
der Spannkolben 3 unter der Vorspannung der Druckfeder 9 in Richtung
der Achse A längs beweglich verbunden sind. Dabei wird
durch den Bewegungsspielraum des Spannkolbens 3 relativ
zum Nachstellelement 18 der Arbeitsweg des Spannkolbens 3 definiert
in dem sich der Spannkolben 3 ohne ein Nachstellen des
Spannkolbens 3 axial bewegt. Der Bewegungsspielraum bzw.
Arbeitsbereich des Spannkolbens 3 ergibt sich zwischen
der durch die Vorspannung der Druckfeder 9 vollständig
ausgefahrenen Position des Spannkolbens 3, bei der sich
die Rastköpfe 22 des Nachstellelements 18 und
der mindestens eine Rastkopf 24 des Spannkolbens 3 berühren
und ein weiteres Ausfahren ohne ein Nachstellen, d. h. axiales Herausfahren
des Nachstellelements 18 aus der Kolbenboh rung 4,
blockieren, sowie dem Anschlag des unteren Endes des Spannkolbens 3 auf
dem scheibenförmigen Teil des Nachstellelements 18.
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Bei
dem Zusammenbau der Spannvorrichtung 1 während
der Vormontage kann vor dem Einfügen des Spannkolbens 3 in
die Kolbenbohrung 4 das Nachstellelement 18 in äußerst
einfacher Weise auf das dem Spannkopf 13 abgewandte Ende
des Spannkolbens 3 aufgeklippst werden, da sich die am Ring 21 des
Nachstellelements 18 angeordneten Rastköpfe radial
nach außen bewegen lassen. Alternativ wäre auch
ein radial sich nach innen bewegendes Ende des Spannkolbens 3 mit
den Rastköpfen 24 möglich, um ein Aufklippsen
des Nachstellelements 18 zu ermöglichen.
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Das
Rückschlagventil 19 der Nachstelleinrichtung 17 ist
bevorzugt als Plattenrückschlagventil ausgebildet und in
einem Sitz 25 im Gehäuse 2 am Boden der
Kolbenbohrung 4 angeordnet, bevorzugt eingepresst. Durch
das Rückschlagventil 19 wird weiter eine Hydraulikmittelkammer 26 am
Boden der Kolbenbohrung 4 gegenüber der Kolbenbohrung 4 abgegrenzt,
wobei die Hydraulikmittelkammer 26 durch zwei Öleinlassbohrungen 27 mit
dem Ölkreislauf verbunden ist. Sobald nach der Inbetriebnahme der
Spannvorrichtung 1 durch das Herausfahren des Spannkolbens 3 die
Nachstelleinrichtung 17 den Arbeitsbereich des Kolbens 3 auf
den individuellen Einbauzustand eingestellt hat, ergibt sich wie
in 2 zu sehen, zwischen dem Rückschlagventil 19 und
dem Nachstellelement 18 in der Kolbenbohrung 4 eine Druckkammer 28,
die über die Hydraulikmittelkammer 26 und das
Rückschlagventil 19 mit unter Druck stehendem
Hydraulikmittel, bei einem Verbrennungsmotor üblicherweise
Motoröl, versorgt wird.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Spannvorrichtung, wobei hier nur die wesentlichen Unterschiede zu
Ausführungsformen aus 1 und 2 beschrieben
werden. Für gleiche und gleichartige Bauteile wird auf
die obige Beschreibung verwiesen. Auch hier ist der Spannkolben 3 in
einer Kolbenbohrung 4 längsbeweglich zur Achse
A geführt und ist über die Rastköpfe 22, 24 relativ
beweglich mit dem Nachstellelement 18 verbunden. Das Rückschlagventil 19 der
Nachstelleinrichtung 17 wird wiederum von einer Hydraulikmittelkammer 26 mit
einem Hydraulikmittel versorgt. Die Kolbenbohrung 4 ist
hier jedoch in einem Dämpfungskolben 29 vorgesehen,
der wiederum längsbeweglich zur Achse A im hohlzylindrischen Spannergehäuse 2 geführt
ist. Zwischen dem Spannkolben 3 und der Kolbenbohrung 4 im
Dämpfungskolben 29 ist wiederum ein Druckraum 5 ausgebildet,
in dem die Druckfeder 9 (schematisch dargestellt) aufgenommen
ist. Der Druckraum 5 ist in dieser Ausführungsform
mit Luft gefüllt, die über die Entlüftungsbohrung 12 an
der Stirnseite 13 des Spannkolbens 3 zuströmen
und entweichen kann. Öleinlassbohrungen 27 zur
Hydraulikmittelkammer 26 sind über ein Ölringkanal 30 zwischen
der Innenwandung des Spannergehäuses 2 und der
Außenwandung des Dämpfungskolbens 29 und
den Ölzulaufbohrungen 6 in der Wandung des hohlzylindrischen
Gehäuses 2 mit dem Hydrauliksystem bzw. Motorölkreislauf
verbunden.
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An
dem dem Spannkolben 3 abgewandten Ende des hohlzylindrischen
Dämpfungskolbens 29 ist zwischen dem Dämpfungskolben 29 und
dem Spannergehäuse 2 ein Dämpfungsdruckraum 31 vorgesehen,
der gegenüber der Hydraulikmittelkammer 26, und
damit auch gegenüber der Nachstelleinrichtung 17,
mit einem herkömmlichen Kugelrückschlagventil 32 abgegrenzt
ist. Dabei kann zwischen dem Dämpfungskolben 29 und
der Bohrung im Gehäuse 2 ein Leckspalt zur Entlüftung
des Dämpfungsdruckraums 31 vorgesehen sein. In
dem Dämpfungsdruckraum 31 ist eine Dämpfungsdruckfeder 33 und
ein pilzförmiger Hohlkörper 34 angeordnet.
Der Hohlkörper 34 reduziert das Volumen des Dämpfungsdruckraums 31 und
führt mit seinem Schaft die Dämpfungsdruckfeder 33.
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Auch
die in 3 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Spannvorrichtung ist wieder bevorzugt als Einschraubkettenspanner
mit einem Gewindeabschnitt 14 und einem mit einer Dichtung 16 versehenen
Flansch 15 ausgebildet.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen
Spannvorrichtung 1 näher erläutert.
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Die
in 1 und 3 dargestellten unterschiedlichen
Spannvorrichtung 1 sind jeweils in einer Montagestellung
gezeigt, bei der das Nachstellelement 18 am Rückschlagventil 19 der
Nachstelleinrichtung 17 anliegt, so dass zwischen diesen
beiden Teilen der Nachstelleinrichtung vorgesehene Druckkammer 28 ein
vernachlässigbares Volumen aufweist. Nach dem Einbau dieser
Spannvorrichtungen 1 im Motorblock eines Verbrennungsmotors
wird durch den Druckaufbau bei der ersten Inbetriebnahme der Druckraum 5 mit
Hydraulikmittel gefüllt und der Spannkolben 3 so
lange in Richtung der Achse A verschoben, bis die durch die Spannvorrichtung 1 zu spannende
Steuerkette eine ausreichende Spannung aufweist. Gleichzeitig wird
das Nachstellelement 18, das mit dem Spannkolben 3 verbunden
ist, in Richtung der Achse A mitgezogen. Die sich dadurch ausbildende
Druckkammer 28 der Nachstelleinrichtung 17 wird über
die Hydraulikmittelkammer 26 und das Rückschlagventil 19 mit
Hydraulikmittel gefüllt. Im nachfolgenden Betrieb wird
durch den mit der Druckfeder 9 vorgespannten Spannkolben 3 die Steuerkette
(nicht gezeigt) eines Verbrennungsmotors ausreichend vorgespannt
und der Spannkolben 3 kann sich innerhalb seines durch
das Nachstellelement 18 vorgegebenen Arbeitsbereich bewegen,
um Schwingungen und Schläge durch die Steuerkette zu kompensieren.
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Bei
der in 1 gezeigten Spannvorrichtung 1 wird die
Einfahrbewegung des Spannkolbens 3 durch das im Druckraum
befindliche Motoröl gedämpft, während
sich bei der in 3 gezeigten Ausführungsform
der Spannkolben 3 in der Kolbenbohrung 4 frei
gegen die Vorspannung der Druckfeder 9 bewegen kann. Bei
der in 3 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Spannvorrichtung 1 erfolgt die Dämpfung bei einer
zu starken Einfahrbewegung des Spannkolbens 3 über
die Bewegung des Dämpfungskolbens 29 im Spannergehäuse 2 die
durch das Hydraulikmittel in dem Dämpfungsdruckraum 31 gedämpft
wird. Bei dieser Ausführungsform werden sowohl der Druckraum 5 der Nachstelleinrichtung 17 als
auch der Dämpfungsdruckraum 31 beide von der Hydraulikmittelkammer 26 versorgt,
so dass nur ein Anschluss an den entsprechenden Hydraulikmittelkreislauf
notwendig ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10014700
A1 [0003]
- - DE 3636918 A1 [0004]
- - EP 657662 A2 [0005]