DE102007057783A1

DE102007057783A1 - Zugmittelspannvorrichtung

Info

Publication number: DE102007057783A1
Application number: DE200710057783
Authority: DE
Inventors: Dominik Hofmann; Roman Kern
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-04
Also published as: WO2009068411A1

Abstract

die Erfindung betrifft eine Zugmittelspannvorrichtung (1), insbesondere eine Steuerkettenspannvorrichtung, die ein Spannelement (2) aufweist, das ein Kolben-Zylinder-System (3, 4) umfasst, wobei in einem zum Kolben-Zylinder-System (3, 4) führenden Zuflussweg (5) für Öl (6) ein Rückschlagventil (7) angeordnet ist und wobei das Kolben-Zylinder-System (3, 4) einen Abflussweg (8) für Öl (6) aufweist, in dem ein Überdruckventil (9) angeordnet ist. Um eine optimale Anpassung an gewünschte Betriebsbedingungen zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass mindestens eines der beiden Ventile (7, 9) als Platten-Ventil ausgebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Zugmittelspannvorrichtung, insbesondere eine Steuerkettenspannvorrichtung, die ein Spannelement aufweist, das ein hydraulisches Kolben-Zylinder-System umfasst, wobei in einem zum Kolben-Zylinder-System führenden Zuflussweg für Öl ein Rückschlagventil angeordnet ist und wobei das Kolben-Zylinder-System einen Abflussweg für Öl aufweist, in dem ein Überdruckventil angeordnet ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine Kettenspannvorrichtung dieser Art ist aus der DE 36 39 389 A1 bekannt. Hier wird eine Kette mit einem Kolben-Zylinder-System gespannt und durch das Öl, das durch das Kolben-Zylinder-System gefördert wird, auch geschmiert. Dafür ist ein Öl-Zuflussweg zum Inneren der Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen, in der ein federvorgespanntes Rückschlag-Kugelventil angeordnet ist. Gleichermaßen befindet sich in einem Öl-Abflussweg aus dem Inneren der Kolben-Zylinder-Einheit ein federvorgespanntes Überdruck-Kugelventil. Bei Relativbewegungen – angeregt durch die Bewegungen der Kette – zwischen dem Kolben und dem Zylinder wird daher Öl in das Innere des Kolben-Zylinder-Systems aus einem Öl-Vorratsbehälter gefördert und weiter zur Kette ausgebracht, womit nicht nur die Kette unter Spannung gehalten, sondern auch geschmiert wird.
Es hat sich als nachteilig herausgestellt, dass bei der vorbekannten Vorrichtung der Einsatz von Kugel-Rückschlag- und -Überdruckventilen nicht immer zu optimalen Arbeitsbedingungen der Spannvorrichtung führt. Insbesondere fordert die große Variantenvielfalt der benötigten Systeme dazu, dass optimale Betriebsbedingungen nicht mit den üblichen Kugelrückschlagventilen erreicht werden können. Insbesondere ist eine Anpassung der Spannvorrichtung an die Motordynamik schwierig.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zugmittelspannvorrichtung, insbesondere eine Steuerkettenspannvorrichtung, der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass eine optimale Anpassung an gewünschte Betriebsbedingungen möglich ist, die eine große Variantenvielfalt der zum Einsatz kommenden Spannvorrichtungen abdeckt. Damit sollen unterschiedliche Bedarfsfälle abgedeckt werden können und eine gute Anpassung an die Motordynamik möglich werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der beiden Ventile als Platten-Ventil ausgebildet ist.
Eine erste, bevorzugte Variante sieht vor, dass sowohl das Rückschlagventil als auch das Überdruckventil als Platten-Ventil ausgebildet ist.
Es ist aber auch möglich, dass eines der Ventile als Kugel-Ventil und eines der Ventile als Platten-Ventil ausgebildet ist. Dabei kann insbesondere vorgesehen werden, dass das Rückschlagventil als Platten-Ventil und das Überdruckventil als Kugel-Ventil ausgebildet ist. Es kann aber auch umgekehrt vorgesehen werden, dass das Rückschlagventil als Kugel-Ventil und das Überdruckventil als Platten-Ventil ausgebildet ist.
Der Abflussweg für Öl aus dem Kolben-Zylinder-System kann als konzentrische Bohrung im Kolben des Kolben-Zylinder-Systems ausgebildet werden, die im axialen Endbereich des Kolbens angeordnet ist.
Jedes Ventil ist mit Vorteil mittels eines Federelements in Schließrichtung des Ventils vorgespannt.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Kolben-Zylinder-System mittels eines Federelements so vorgespannt wird, dass Kolben und Zylinder voneinander weg gedrückt werden.
Unter Platten-Ventil ist vorliegend zu verstehen, dass zur Herstellung der Dichtigkeit des Ventils ein plattenförmiges Element gegen die Öffnung eines Strömungswegs gedrückt wird, bevorzugt mit einer einsprechenden Feder. Im Falle des Kugel-Ventils ist dies bekanntlich eine Kugel.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht es, dass die Zugmittelspannvorrichtung in verbesserter Weise an den konkreten Bedarfsfall angepasst werden kann. Dies gilt insbesondere, wenn es sich um ein Steuerkettenspannsystem in einem Verbrennungsmotor handelt. Die benötigte Abstimmung der gattungsgemäßen Spannvorrichtung auf die Motordynamik kann mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung besser vorgenommen werden, was zu einem insgesamt verbesserten Betriebsverhalten führt, verglichen mit der vorbekannten Ausstattung mit Kugel-Ventilen.
Kurze Beschreibung der Figuren
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 eine Steuerkettenspannvorrichtung in der Seitenansicht, teilweise nur sehr schematisch und geschnittenen dargestellt,
2 ein Kolben-Zylinder-System der Spannvorrichtung nach 1 gemäß einer ersten Ausführungsform eines Rückschlagsventils und eines Überdruckventils,
3 eine zu 2 alternative Ausgestaltung und
4 eine weitere zu 2 alternative Ausgestaltung.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In 1 ist eine Steuerkettenspannvorrichtung 1 zu sehen. Mit ihr wird eine Steuerkette 15 gespannt, die von zwei Kettenrädern 13 und 14 geführt wird. Um die Kette 15 zu spannen, wird eine Spannschiene 16 gegen das lastfreie Kettentrum gedrückt, wobei die Spannschiene 16 um eine Schwenkachse 17 schwenkbar gelagert ist.
Das Andrücken der Spannschiene 16 an die Kette 15 erfolgt mit einem Spannelement 2, das im wesentlichen aus einer Kolben-Zylinder-Einheit 3, 4 besteht. Dabei ist ein gehäuseförmiger Zylinder 3 vorgesehen, in dem ein Kolben 4 translatorisch verschieblich angeordnet ist. In dem gehäuseförmigen Zylinder 3 ist ein Aufnahmeraum 19 für Öl 6 ausgebildet. Dieses Öl 6 fungiert gleichzeitig als Schmiermittel für die Kette 15 und als Fluid, das die Kolben-Zylinder-Einheit 3, 4 betätigt. Hierzu ist folgende Ausgestaltung vorgesehen:
Vom Aufnahmeraum 19 für das Öl 6 führt ein Zuflussweg 5 in das Innere der Kolben-Zylinder-Einheit 3, 4. Am Fließwegende des Zuflussweges 5 befindet sich ein Rückschlagventil 7, das verhindert, dass Öl aus dem Inneren der Kolben-Zylinder-Einheit zurück in den Aufnahmeraum 19 fließen kann. Im axialen (rechten) Endbereich des Kolbens 4 befindet sich gleichermaßen ein Fließweg für Öl, nämlich ein Abflussweg 8 für Öl. Das Öl kann durch den Abflussweg 8 und eine Bohrung 18 in der Spannschiene 16 auf die Kette 15 gelangen, wodurch diese geschmiert wird. Der Ausgang im Abflussweg 8 ist gleichermaßen durch ein Ventil, nämlich durch ein Überdruckventil 9, verschlossen.
Wesentlich ist, dass mindestens eines der beiden Ventile 7 und 9 als Platten-Ventil ausgebildet ist. Demgemäß hat mindestens ein Ventil ein plattenförmiges Dichtelement, das im Bereich des Fließwegendes des Zuflussweges 5 bzw. des Abflussweges 8 angeordnet ist. Wie in 1 gesehen werden kann, sind hier beide Ventile 7 und 9 als Plattenventile ausgebildet. Federelemente 10 bzw. 11 sind vorgesehen, um das plattenförmige Dichtelement gegen die Fluidöffnung zu drücken. Demgemäß verschließt das Plattenventil 7 das Ende des Zuflussweges 5 gegen Rückströmen von Öl in den Aufnahmeraum 19. Bei entsprechendem Überdruck im Inneren des Kolben-Zylinder-Systems 3, 4 kann weiterhin Öl gegen den Druck der Feder 11 aus dem Inneren des Kolben-Zylinder-Systems austreten und über die Bohrung 18 zur Kette 15 gelangen.
Das Kolben-Zylinder-System 3, 4 wird durch ein weiteres Federelement 12 dahingehend vorgespannt, dass das Federelement 12 Kolben 4 und Zylinder 3 voneinander weg drängt; d. h. das Federelement 12 schiebt den Kolben 4 aus dem Zylinder 3 heraus.
In den 2 bis 4 sind verschiedene Konzepte der erfindungsgemäßen Ausgestaltung vorgesehen. In 2 ist noch einmal die Lösung wiedergegeben, wie sie in 1 vorgesehen ist. Demgemäß sind hier die beiden Ventile 7 und 9 jeweils als Plattenventile ausgebildet.
In 3 ist das Rückschlagventil 7 als Plattenventil ausgebildet, während das Überdruckventil 9 als Kugelventil realisiert ist.
In 4 ist die genau umgekehrte Lösung hierzu vorgesehen. Hier ist das Rückschlagventil 7 ein Kugelventil, während das Überdruckventil 9 als Plattenventil ausgeführt ist.
Je nach Wahl der Ventiltypen kann die Steuerkettenspannvorrichtung 1 optimal an die Motordynamik angepasst werden.
Die Arbeitsweise der vorliegenden Spannvorrichtung entspricht derjenigen, wie sie in der oben diskutierten DE 36 39 389 A1 beschrieben ist, auf die insofern Bezug genommen wird.

1: Zugmittelspannvorrichtung (Steuerkettenspannvorrichtung)
2: Spannelement
3, 4: Kolben-Zylinder-System
3: Zylinder
4: Kolben
5: Zuflussweg für Öl
6: Öl
7: Rückschlagventil
8: Abflussweg für Öl
9: Überdruckventil
10: Federelement
11: Federelement
12: Federelement
13: Kettenrad
14: Kettenrad
15: Kette
16: Spannschiene
17: Schwenkachse
18: Bohrung
19: Aufnahmeraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3639389 A1 [0002, 0026]

Claims

Zugmittelspannvorrichtung (1), insbesondere Steuerkettenspannvorrichtung, die ein Spannelement (2) aufweist, das ein Kolben-Zylinder-System (3, 4) umfasst, wobei in einem zum Kolben-Zylinder-System (3, 4) führenden Zuflussweg (5) für Öl (6) ein Rückschlagventil (7) angeordnet ist und wobei das Kolben-Zylinder-System (3, 4) einen Abflussweg (8) für Öl (6) aufweist, in dem ein Überdruckventil (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der beiden Ventile (7, 9) als Platten-Ventil ausgebildet ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Rückschlagventil (7) als auch das Überdruckventil (9) als Platten-Ventil ausgebildet ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Ventile (7, 9) als Kugel-Ventil und eines der Ventile (7, 9) als Platten-Ventil ausgebildet ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (7) als Platten-Ventil und das Überdruckventil (9) als Kugel-Ventil ausgebildet ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (7) als Kugel-Ventil und das Überdruckventil (9) als Platten-Ventil ausgebildet ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abflussweg (8) für Öl (6) als konzentrische Bohrung im Kolben (4) des Kolben-Zylinder-Systems (3, 4) ausgebildet ist, die im axialen Endbereich des Kolbens (4) angeordnet ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ventil (7, 9) mittels eines Federelements (10, 11) in Schließrichtung des Ventils (7, 9) vorgespannt ist.
Zugmittelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolben-Zylinder-System (3, 4) mittels eines Federelements (12) so vorgespannt wird, dass der Kolben (4) aus dem Zylinder (3) herausgedrückt wird.