DE102012219596A1 - Chain tensioning device for chain drive of internal combustion engine in vehicle, has integrated display device for displaying verifiable display of wear-conditional extension of chain drive - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kettenspannvorrichtung eines Kettentriebes einer Brennkraftmaschine mit integrierter Anzeigeeinrichtung zur überprüfbaren Anzeige einer verschleißbedingten Kettenverlängerung des Kettentriebes.The invention relates to a chain tensioning device of a chain drive of an internal combustion engine with integrated display device for verifiable display of a wear-related chain extension of the chain drive.
Der Antrieb von Nockenwellen von Brennkraftmaschinen wird üblicherweise ausgehend von der Kurbelwelle mittels einer Steuerkette oder eines Steuerriemens dargestellt, wobei zur Unterbindung von Schwingungen, Ketten- oder Riemenspanner eingesetzt werden.The drive of camshafts of internal combustion engines is usually represented from the crankshaft by means of a timing chain or a timing belt, being used to prevent vibrations, chain or belt tensioner.
Die Steuerriemen müssen verschleißbedingt regelmäßig getauscht werden, um ein Reißen des Riemens, das zu einem Motorschaden führen würde, auszuschließen. Jedoch unterliegen auch Steuerketten einem Verschleiß, insbesondere in den Kettengelenken, wodurch sich der Kettentrieb in seiner Gesamtheit verlängert und somit einen Versatz zwischen dem Kurbelwellenantrieb und der Nockenwelle hervorruft. Ein derartiger Versatz führt zu einer Steuerzeitverschiebung, die im schlimmsten Fall dazu führt, dass die Kolben der Brennkraftmaschine am OT gegen die Ventile stoßen. Eine Beurteilung des Kettentriebes ist nur durch Messung der Steuerzeiten möglich. Bisher musste hierzu der Motor teilzerlegt werden, was sehr kostenaufwändig und für den Endverbraucher lästig ist.The timing belts must be regularly replaced due to wear, in order to prevent a rupture of the belt, which would lead to engine damage. However, timing chains are also subject to wear, especially in the chain links, which lengthens the chain drive in its entirety and thus causes an offset between the crankshaft drive and the camshaft. Such an offset leads to a timing shift, which in the worst case causes the pistons of the internal combustion engine to hit the valves at the TDC. An assessment of the chain drive is possible only by measuring the timing. So far, the engine had to be partially dismantled, which is very costly and annoying for the end user.
Bei mehrteiligen Kettentrieben ist lediglich ein Gesamtergebnis feststellbar, nicht jedoch eine Einzelbeurteilung der einzelnen Kettentriebe, die aufgrund unterschiedlicher Lasten und verschiedener Verschleißergebnisse auch abweichende Verlängerungen aufweisen können.In the case of multi-part chain drives only an overall result can be determined, but not an individual assessment of the individual chain drives, which may also have different extensions due to different loads and different wear results.
Zum Ausgleich der verschleißbedingten Kettenverlängerung wird im Stand der Technik bereits ein Spanner an einer Spannschiene eingesetzt, die gelenkig gelagert ist und bedarfsgerecht den Kettentrieb auf das erforderliche Maß vorspannt. Der Kettenspanner drückt die Spannschiene gegen den Kettentrieb und erhöht somit dessen Vorspannung. Je länger der Kettentrieb wird, desto länger wird der von dem Kettenspanner benötigte Spannweg. Bei mehrteiligen Kettentrieben werden für jede einzelne Kette Spanner verwendet.To compensate for the wear-related chain extension a tensioner is already used in the prior art on a clamping rail, which is articulated and as needed biases the chain drive to the required level. The chain tensioner presses the tensioning rail against the chain drive and thus increases its preload. The longer the chain drive, the longer becomes the tension travel required by the chain tensioner. With multi-part chain drives, tensioners are used for each individual chain.
Bei diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der nicht nur der Kettentrieb gespannt, sondern gleichzeitig der Verschleißzustand bzw. die dadurch entstehende Kettenverlängerung feststellbar ist, ohne den Motor zerlegen oder teilzerlegen zu müssen.In this background, it is an object of the invention to provide a device with which not only the chain drive stretched, but at the same time the state of wear or the resulting chain extension can be determined without having to disassemble or disassemble the engine.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kettenspannvorrichtung nach Patentanspruch 1.This object is achieved by a chain tensioning device according to
Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kettenspannvorrichtung neben der ursprünglichen Spannfunktion zusätzlich eine Mess- und Anzeigefunktion übernimmt, um den Kettenverschleiß und die dadurch hervorgerufene Kettenverlängerung messen und überprüfbar anzeigen zu können. Die erfindungsgemäße Kettenspannvorrichtung wird wie bisher an der Spannschiene des Kettentriebes angebracht und zeigt über die Anzeigeeinrichtung die Kettenverlängerung derart an, dass feststellbar ist, ob ein Austausch der Kette notwendig ist oder nicht. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann hierbei vorgesehen sein, dass die bisher verwendeten Einschraubspanner durch einen erfindungsgemäßen Einschraubspanner mit Anzeigeeinrichtung ersetzt werden und dieser auch während des Betriebs des Fahrzeugs an der Spannschiene die Kettenspannung vornimmt. Es ist aber auch eine Ausführung von der Erfindung umfasst, bei der der Kettenspanner durch die erfindungsgemäße Kettenspannvorrichtung mit integrierter Anzeigeeinrichtung lediglich zur Überprüfung der Kettenverlängerung eingesetzt und während des Betriebes wieder der ursprüngliche Kettenspanner verwendet wird. Da der hydraulische Öldruck auch auf den Kettenspanner wirkt, muss bei einer dauerhaften Verwendung der erfindungsgemäßen Kettenspannvorrichtung dafür gesorgt werden, dass diese gegen Ölaustritt abgedichtet ist.In this case, the invention provides that the chain tensioning device in addition to the original tensioning function additionally assumes a measurement and display function to measure the chain wear and the chain extension caused thereby to be able to display and verifiable. The chain tensioning device according to the invention is attached as before to the tensioning rail of the chain drive and displays the chain extension on the display device in such a way that it can be determined whether an exchange of the chain is necessary or not. In different embodiments, it may be provided that the previously used Einschraubspanner be replaced by a Einschraubspanner invention with display device and this also makes the chain tension during operation of the vehicle on the clamping rail. However, it is also an embodiment of the invention comprises, in which the chain tensioner is used by the inventive chain tensioning device with integrated display device only to check the chain extension and during operation, the original chain tensioner is used again. Since the hydraulic oil pressure also acts on the chain tensioner, care must be taken in a permanent use of the chain tensioning device according to the invention that it is sealed against oil leakage.
In einer bevorzugten Ausführung wird die aus dem Stand der Technik bekannte Einschraubspannvorrichtung um die Anzeigeeinrichtung zur überprüfbaren Anzeige der verschleißbedingten Kettenverlängerung ergänzt. Das bedeutet, dass die Kettenspannvorrichtung als in eine Spannschiene des Kettentriebes einschraubbare Schraube mit in axialer Längsrichtung verschieblichen Spannkolben ausgebildet ist (Einschraubspanner). Der Spannkolben drückt gegen die Spannschiene und spannt die Kette vor.In a preferred embodiment, the Einschraubspannvorrichtung known from the prior art is supplemented by the display device for verifiable display of the wear-related chain extension. This means that the chain tensioning device is designed as a screw which can be screwed into a tensioning rail of the chain drive and has a clamping piston which can be displaced in the axial longitudinal direction (screw-in tensioner). The tensioning piston presses against the tensioning rail and pretensions the chain.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Anzeige der Einrichtung einen in axialer Längsrichtung verschieblichen Stift auf. Der Stift ist mittelbar oder unmittelbar mit dem Spannkolben in Wirkverbindung, sodass die Position des Spannkolbens die Position des Stiftes bestimmt und ein Verschieben des Spannkolbens ein Verschieben des Stiftes in axialer Längsrichtung bewirkt.In a preferred embodiment, the display of the device on a displaceable in the axial longitudinal direction pin. The pin is indirectly or directly in operative connection with the clamping piston, so that the position of the clamping piston determines the position of the pin and a displacement of the clamping piston causes a displacement of the pin in the axial longitudinal direction.
Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Stift der Anzeigeeinrichtung in einem ersten Verschleißzustand des Kettentriebes über eine Randebene der Kettenspannvorrichtung bzw., wenn die Kettenspannvorrichtung als Schraube ausgebildet ist deren Schraubenkopf, über eine erste Länge hervorsteht. Als erster Verschleißzustand kann dabei beispielsweise vorgesehen sein, dass der Kettentrieb neuwertig oder fast neuwertig ist und noch keinem oder sehr geringem Verschleiß unterliegt, sodass noch keine Kettenverlängerung vorliegt. In einem solchen Fall kann der Stift für eine maximale Länge über die Randebene der Kettenspannvorrichtung bzw. des Kopfes hervorstehen. Mit zunehmendem Verschleiß und Einhergehen der Kettenverlängerung fährt der Spannbolzen zunehmend weiter aus der Kettenspannvorrichtung aus, um eine ausreichende Spannung des Kettentriebes über die Spannschiene zu gewährleisten. Der Stift der Anzeigeeinrichtung ist derart in der Kettenspannvorrichtung aufgenommen, dass er die Bewegung des Spannbolzens zumindest teilweise übernimmt und zunehmend weniger über die Randebene hervorsteht bzw. bei starkem Verschleiß sogar vollständig in der Kettenspannvorrichtung bzw. in dem Schraubenkopf aufgenommen sein kann.It is preferably provided that the pin of the display device in a first state of wear of the chain drive over an edge plane of the chain tensioning device or, if the chain tensioning device is designed as a screw whose screw head protrudes over a first length. As a first state of wear can be provided, for example, that the chain drive is new or almost new and is still subject to no or very little wear, so that there is no chain extension yet. In such a case, the pin may protrude beyond the edge plane of the chain tensioning device or the head for a maximum length. As the chain extension increases and the chain extension increases, the tensioning bolt progressively moves further out of the chain tensioning device in order to ensure sufficient tensioning of the chain drive via the tensioning rail. The pin of the display device is received in the chain tensioning device so that it at least partially takes over the movement of the clamping bolt and progressively protrudes less over the edge plane or even completely absorbed in heavy wear in the chain tensioning device or in the screw head.
Auf diese Weise ist von außen unmittelbar ersichtlich, ob der Kettentrieb einem Verschleiß unterliegt, wobei über die Randebene hervorstehende Länge des Stiftes der Verschleißzustand feststellbar ist. Soweit die Kettenspannvorrichtung in einem visuell erfassbaren Bereich des Motorraumes angeordnet ist, kann die hervorstehende Länge des Stiftes erkannt werden. Soweit die Kettenspannvorrichtung in einem Bereich angeordnet ist, der nicht einsehbar ist, kann der hervorstehende Abschnitt des Stifts ertastet werden bzw. auch festgestellt werden, dass der Stift gegebenenfalls vollständig in der Kettenspannvorrichtung aufgenommen ist und somit ein starker Verschleiß vorliegt.In this way, it is immediately apparent from the outside, whether the chain drive is subject to wear, on the edge plane projecting length of the pin, the state of wear can be determined. As far as the chain tensioning device is arranged in a visually detectable area of the engine compartment, the protruding length of the pin can be detected. As far as the chain tensioning device is arranged in an area which is not visible, the protruding portion of the pin can be felt or also found that the pin is optionally completely absorbed in the chain tensioning device and thus there is a heavy wear.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kettenspannvorrichtung ist vorgesehen, dass der Stift eine Skala aufweist, mittels der der Verschleißzustand des Kettentriebes in Zahlen bestimmbar ist. Somit ist nicht nur absolut möglich festzustellen, ob ein Verschleiß vorliegt, sondern es kann auch ein Verschleißzustand in verschiedenen Phasen bestimmt werden, sodass ferner ein Grenzwert festlegbar ist, ab wann ein Austausch des Kettentriebes notwendig ist.In one embodiment of the chain tensioning device according to the invention it is provided that the pin has a scale by means of which the state of wear of the chain drive can be determined in numbers. Thus, not only is it absolutely possible to determine whether there is wear, but it can also be a state of wear in different phases are determined, so further a limit is fixed, from when an exchange of the chain drive is necessary.
In einer Ausführung der Erfindung ist die Position des Stiftes elektronisch über einen Wegaufnehmer erfassbar, sodass der Verschleißzustand des Kettentriebes elektronisch auswertbar ist. Dies kann beispielsweise über das Steuergerät erfolgen oder bei Kundendiensten anhand von externen Geräten. Somit ist unmittelbar elektronisch erfassbar, welchem Verschleißzustand der Kettentrieb unterliegt.In one embodiment of the invention, the position of the pin is detected electronically via a position transducer, so that the state of wear of the chain drive is electronically evaluated. This can be done for example via the control unit or customer services using external devices. Thus, it is directly electronically detectable, which state of wear of the chain drive is subject.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Stift abgedichtet in der Kettenspannvorrichtung aufgenommen, sodass diese auch während des Fahrbetriebes an der Spannschiene verbleiben kann.In another embodiment, the pin is sealed received in the chain tensioning device, so that it can remain on the tensioning rail during driving.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. Show it:
In
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwar nicht explizit dargestellt, dass der Stift
In
Auch wenn die Figuren Einschraubkettenspanner zeigen ist die Erfindung nicht hierauf begrenzt. Vielmehr kann die Erfindung bei jeder Art von Kettenspannvorrichtung angewendet werden und ist nicht auf eine Ausführung als Einschraubkettenspanner beschränkt. Derartige Kettenspannvorrichtungen sind so gestaltet, dass die Anzeigevorrichtung (Messanzeige) ohne Motorzerlegung von außen einsehbar ist.Although the figures show Einschraubkettenspanner the invention is not limited thereto. Rather, the invention can be applied to any type of chain tensioning device and is not limited to a design as Einschraubkettenspanner. Such chain tensioning devices are designed so that the display device (measurement display) can be viewed externally without the need for a motor disassembly.
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